KR101728935B1

KR101728935B1 - 자기 어닐링 장치

Info

Publication number: KR101728935B1
Application number: KR1020140030883A
Authority: KR
Inventors: 유지 오노; 도루 이시이; 마코토 사이토; 미츠루 오바라; 야스시 다케우치
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2017-04-20
Also published as: TW201512412A; KR20140115992A; US20140284321A1; TWI592495B; CN104060074B; US10297481B2; CN104060074A

Abstract

본 발명은 수직 자화 방식 및 면내 자화 방식의 양 방식의 자기 어닐링 처리를 실시할 수 있는 자기 어닐링 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 자기 어닐링 장치는, 자계 발생 수단으로서 횡형의 초전도 자석을 이용하여 피처리체 유지구에 유지된 피처리체를 자기 어닐링 처리하는 자기 어닐링 장치로서, 자기 어닐링 처리전의 상기 피처리체를 수납하는 수납 용기와, 상기 수납 용기에 유지된 상기 피처리체를 상기 피처리체 유지구에 반송하는 피처리체 반송 기구를 포함하고, 상기 피처리체 반송 기구는 상기 피처리체를 수평 상태로 유지 가능하며, 수직 상태로 유지 가능한 것이다.
또한, 본 발명은 반도체 웨이퍼에의 불순물의 부착을 저감할 수 있는 자기 어닐링 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 자기 어닐링 장치는, 자계 발생 수단으로서 횡형의 초전도 자석을 이용하여 피처리체를 자기 어닐링 처리하는 자기 어닐링 장치로서, 상기 피처리체를 유지할 수 있는 피처리체 유지구와, 상기 피처리체를 수납하는 수납 용기와, 상기 피처리체 유지구의 사이에서 상기 피처리체를 반송하는 피처리체 반송 기구와, 상기 피처리체 유지구에 유지된 상기 피처리체를 상기 자계 발생 수단 내에 트랜스퍼하는 트랜스퍼 기구와, 청정 가스를 도입하는 청정 가스 도입 수단과, 청정 가스를 배기하는 배기 수단을 포함하고, 상기 청정 가스 도입 수단과 상기 배기 수단에 의해 형성되는 상기 청정 가스의 플로우 방향은 상기 피처리체 유지구에 유지되는 상기 피처리체의 주표면에 평행한 것이다.

Description

자기 어닐링 장치{MAGNETIC ANNEALING APPARATUS}

본 발명은 자기 어닐링 장치에 관한 것이다.

최근, 차세대 반도체 메모리 디바이스로서, 불휘발성 메모리의 하나인 MRAM(Magnetic Random Access Memory)이 주목받고 있다. MRAM은, 예컨대 반도체 웨이퍼(이후, 웨이퍼)인 피처리체 상에 형성된 자성체막을 강자장 속에서 열처리(자기 어닐링)하여, 그 자기 특성을 발현시킴으로써 제조된다.

예컨대 특허문헌 1에서는, 자기 어닐링하기 위한 자장 발생 수단으로서, 솔레노이드형의 초전도 자석을 사용한 설치 면적이 비교적 작은 자기 어닐링 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2004-263206호 공보

웨이퍼의 자기 어닐링 처리는 웨이퍼의 주표면에 대하여 수직한 방향으로 자계를 인가하는 수직 자화 방식과, 웨이퍼의 주표면에 대하여 평행인 방향으로 자계를 인가하는 면내 자화 방식의 두 가지 방식이 알려져 있다.

현재 두 가지 방식의 자기 어닐링 처리는 각각 개별의 장치로 실시되고 있다. 금후 어느 방식의 자기 어닐링 처리가 주류가 될지는 불명확하지만, 두 가지 방식의 자기 어닐링을 동일한 자기 어닐링 장치로 실시하는 것이 가능한 자기 어닐링 장치가 요구되고 있다.

상기 과제와 관련하여, 수직 자화 방식 및 면내 자화 방식의 양(兩) 방식의 자기 어닐링 처리를 실시 가능한 자기 어닐링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

자계 발생 수단으로서 횡형의 초전도 자석을 이용하여 피처리체 유지구에 유지된 피처리체를 자기 어닐링 처리하는 자기 어닐링 장치로서,

자기 어닐링 처리전의 상기 피처리체를 수납하는 수납 용기와,

상기 수납 용기에 유지된 상기 피처리체를 상기 피처리체 유지구에 반송(搬送)하는 피처리체 반송 기구

를 구비하고, 상기 피처리체 반송 기구는 상기 피처리체를 수평 상태로 유지할 수 있으며, 수직 상태로 유지할 수 있는 자기 어닐링 장치.

수직 자화 방식 및 면내 자화 방식의 양 방식의 자기 어닐링 처리를 실시할 수 있는 자기 어닐링 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 웨이퍼의 캐리어의 일례를 도시하는 개략 사시도이다.
도 2는 자기 어닐링 장치의 일례를 도시하는 개략 평면도이다.
도 3은 자기 어닐링 장치의 캐리어 반송 영역 근방의 개략 종단면도이다.
도 4는 자기 어닐링 장치의 웨이퍼 반송 영역 근방의 개략 평면도이다.
도 5는 웨이퍼 보트 내에 유지되는 웨이퍼의 배치예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 웨이퍼 반송 기구에 의한 웨이퍼 반송의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 웨이퍼 반송 기구에 의한 웨이퍼 반송의 다른 예를 설명하기 위한 개략도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태의 설명을 한다.

(캐리어)

도 1에, 웨이퍼(W)의 캐리어(C)의 일례를 나타내는 개략 사시도를 도시한다. 한편, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(C)로서, 밀폐형의 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 사용하는 경우에 관해서 설명하지만, 본 발명은 이 점에서 한정되지 않는다.

웨이퍼(W)의 캐리어(C)는, 일단부가 개구부로서 형성되고, 타단부가 예컨대 대략 반타원 형상으로 형성되어 있다.

캐리어(C)의 내벽면에는 웨이퍼(W)를 다단으로 배치할 수 있는 지지부가 형성되어 있다. 이 지지부에, 예컨대 직경 300 ㎜의 웨이퍼(W)의 주연부를 배치하여 지지함으로써, 대략 등(等)피치로 다단으로 웨이퍼(W)를 수납할 수 있다. 일반적으로, 하나의 캐리어(C)에 대하여 25장의 웨이퍼(W)를 수납할 수 있다.

캐리어(C)의 천장부에는, 캐리어(C)를 파지할 때에 붙잡을 수 있는 손잡이(10)가 마련된다.

캐리어(C)의 개구부에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 이 개구부에 대응하는 개폐 덮개(12)가 착탈 가능하게 부착되어 있고, 캐리어(C) 내부는 개폐 덮개(12)에 의해서 실질적으로 기밀 상태로 된다. 일반적으로, 캐리어 내부의 분위기는 청정 공기로 되어 있다.

개폐 덮개(12)에는 예컨대 2개의 로크 기구(14)가 설치되어 있고, 로크 기구(14)를 시정(施錠, lock) 또는 개정(開錠, unlock)함으로써, 개폐 덮개(12)를 개구부로부터 착탈할 수 있는 구성으로 되어 있다.

캐리어(C) 바닥부의 하면에는, 도시하지 않는 복수의 위치 결정 오목부가 형성되어 있어, 후술하는 배치대에 배치할 때에, 이 캐리어를 위치 결정할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한, 캐리어 바닥부의 하면에는, 도시하지 않는 로크 부재가 설치되어 있어, 배치대에 배치했을 때에 로크할 수 있는 구성으로 되어 있다.

(자기 어닐링 장치)

이어서, 본 실시형태의 자기 어닐링 장치에 관해서 설명한다. 도 2에, 자기 어닐링 장치의 일례의 개략 평면도를 도시한다. 한편, 후술하는 웨이퍼 보트(128), 단열부(134), 캡(136) 및 트랜스퍼 기구(138)에 관련하여, 실선은 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(128)로 반송할 때의 위치를 나타내고, 파선은 웨이퍼(W)를 자기 어닐링 처리할 때의 위치를 나타내고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 자기 어닐링 장치(100)는 케이스(102)에 수용되어 구성된다. 케이스(102)는 자기 어닐링 장치의 외장체를 구성하고, 이 케이스(102) 내에, 캐리어 반송 영역(S1)과 웨이퍼 반송 영역(S2)이 형성되어 있다.

캐리어 반송 영역(S1)은, 피처리체인 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)가 자기 어닐링 장치에 대하여 반입, 반출되는 영역이다. 또한, 웨이퍼 반송 영역(S2)은, 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)를 반송하여, 후술하는 자기 어닐링로(magnetic annealing furnace) 안으로 반입하기 위한 트랜스퍼 영역이다.

캐리어 반송 영역(S1)과 웨이퍼 반송 영역(S2)은 격벽(104)에 의해 구획되어 있다.

캐리어 반송 영역(S1)은 대기 분위기 하에 있는 영역이며, 캐리어(C)에 수납한 웨이퍼(W)를 반송하는 영역이다. 각 처리 장치 사이의 영역이 캐리어 반송 영역(S1)에 해당하며, 본 실시형태에서는, 자기 어닐링 장치(100) 외부의 클린룸 내의 공간이 캐리어 반송 영역(S1)에 해당한다.

한편, 웨이퍼 반송 영역(S2)의 분위기로서는, 특별히 제한되지 않고, 대기 분위기라도 좋으며, 불활성 가스 분위기, 예컨대 질소(N₂) 가스 분위기라도 좋다. 피처리체의 구성에 의해서, 보다 저산소 분위기 하에서의 처리가 필요한 경우, 예컨대 산화막 등이 형성되는 것을 막고 싶은 경우 등에는, 불활성 가스 분위기로 하여도 좋다. 또한, 웨이퍼 반송 영역(S2)은 일반적으로는 캐리어 반송 영역(S1)보다도 청정도가 높고, 또한 저산소 농도로 유지되어 있다.

이후의 설명에서는, 도 2의 좌우 방향을 자기 어닐링 장치의 전후 방향으로 한다. 한편, 캐리어 반송 영역(S1) 측을 전방(도 2의 X 방향)으로 하고, 웨이퍼 반송 영역(S2) 측을 후방(도 2의 Y 방향)으로 한다. 또한, 도 2의 Z축 방향은 연직 방향을 나타낸다.

[캐리어 반송 영역(S1)]

캐리어 반송 영역(S1)에 관해서 보다 상세히 설명한다. 도 3에, 자기 어닐링 장치의 캐리어 반송 영역 근방의 개략 종단면도를 도시한다.

캐리어 반송 영역(S1)은, 제1 반송 영역(106)과, 제1 반송 영역(106)의 후방측에 위치하는 제2 반송 영역(108)을 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 반송 영역(106)의 좌우 방향으로는, 캐리어(C)를 각각 배치하는 2개의 제1 배치대(110a, 110b)가 설치되어 있다. 각 제1 배치대(110a, 110b)의 배치면에는, 캐리어(C)의 위치 결정 오목부에 대응하며, 캐리어(C)를 위치 결정하는 핀(112)이, 예컨대 3곳에 설치되어 있다.

제2 반송 영역(108)에는, 좌우의 제1 배치대 중 어느 한쪽[본 실시형태에서는 배치대(110a)]에 대하여 전후 방향으로 나란하고, 또한 도 3의 상하 방향으로 직렬로 배치된, 2개의 제2 배치대(114a, 114b)가 설치되어 있다. 각 제2 배치대(114a, 114b)는 전후 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.

제2 배치대(114a, 114b)의 배치면에도 제1 배치대(110a, 110b)와 마찬가지로, 캐리어(C)를 위치 결정하는 핀(112)이, 예컨대 3곳에 설치되어 있다. 또한, 상기 배치면에는, 캐리어(C)를 고정하기 위한 도시하지 않는 훅이 설치되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 반송 영역(108) 및/또는 제1 반송 영역(106)의 상부 측에는, 캐리어(C)를 보관하는 제1 캐리어 보관부(116a, 116b)가 형성되어 있다. 캐리어 보관부(116a, 116b)는 예컨대 2단 이상의 선반에 의해 구성되어 있고, 각 선반은 좌우 방향으로 예컨대 2개의 캐리어(C)를 배치할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 배치대(114a, 114b)의 좌우 방향으로, 복수 단의 선반에 의해 구성된 제2 캐리어 보관부(116c)가 형성되어 있다.

제1 캐리어 보관부(116a, 116b)와 제2 캐리어 보관부(116c)가 설치되어 있음으로써, 캐리어 반송 영역(S1) 내에, 충분한 수의 캐리어(C)[즉, 충분한 매수의 웨이퍼(W)]를 유지할 수 있다.

제2 반송 영역(108)에는, 캐리어(C)를, 제1 배치대(110), 제2 배치대(114) 및 제1 및 제2 캐리어 보관부(116)와의 사이에서 반송하는 캐리어 반송 기구(118)가 설치되어 있다. 이 캐리어 반송 기구(118)는, 상하 방향으로 승강 가능한 가이드부(118a)와, 가이드부(118a)에 의해 가이드되면서 상하로 이동하는 이동부(118b)와, 이 이동부(118b)에 설치되어, 캐리어(C)의 바닥부를 지지하여 수평 방향으로 반송하는 반송 아암(118c)을 구비한다.

격벽(104)에는, 캐리어 반송 영역(S1)과 웨이퍼 반송 영역(S2)을 연통시키는 웨이퍼(W)의 반송구(搬送口)(120)가 형성되어 있다. 반송구(120)에는, 이 반송구(120)를 웨이퍼 반송 영역(S2) 측에서 막는 개폐 도어(122)가 설치되어 있다. 개폐 도어(122)에는, 도시하지 않는 구동 기구가 접속되어 있고, 구동 기구에 의해 개폐 도어(122)는 전후 방향 및 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어, 반송구(120)가 개폐된다.

<캐리어 반송 영역(S1)에서의 웨이퍼(W)의 반송>

캐리어 반송 영역(S1)에서 웨이퍼 반송 영역(S2)으로의 웨이퍼(W)의 반송에 관해서 설명한다. 또한, 이 캐리어 반송 영역(S1)에서는 웨이퍼(W)는 캐리어(C) 내에 수납된 상태로 반송된다.

우선, 전술한 반송 아암(118c)에 의해서 캐리어(C)는 제1 배치대(110), 제1 캐리어 보관부(116a, 116b) 또는 제2 캐리어 보관부(116c)에서부터 제2 배치대(114)로 옮겨진다. 캐리어(C)는 그 위치 결정 오목부와 핀(112)이 맞물리도록 배치된다. 제2 배치대(114)에 캐리어(C)가 배치되면, 제2 배치대(114)가 격벽(104) 측으로 이동되어, 캐리어(C)가 격벽(104)에 접촉한다. 캐리어(C)의 접촉 상태는 도시하지 않는 고정 기구에 의해 유지된다.

그 후, 격벽(104)에 형성된 개폐 도어(122) 및 캐리어(C)의 개폐 덮개(12)가 밀폐되어 있는 상태에서, 개폐 덮개(12)를 도시하지 않는 개폐 기구에 의해 개방한다. 웨이퍼 반송 영역(S2)의 분위기를 불활성 가스 분위기로 하는 경우는, 우선 캐리어(C)의 개폐 덮개(12)가 밀폐되어 있는 상태에서, 도시하지 않는 불활성 가스 치환 수단에 의해 불활성 가스 치환을 하고, 개폐 도어(122)와 개폐 덮개(12)의 사이의 대기를 제거하여 불활성 가스를 충전한다. 이어서, 캐리어(C) 내부를 불활성 가스 치환 수단에 의해 불활성 가스 치환을 한다.

그리고, 자기 어닐링 장치(100)의 격벽(104)에 형성된 개폐 도어(122)를 개방하여, 후술하는 웨이퍼 반송 기구(124)에 의해 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)가 반입, 반출된다.

캐리어(C)의 교환 및 웨이퍼(W)의 반출시에는, 전술한 것과 역의 동작이 실시된다.

[웨이퍼 반송 영역(S2)]

도 4에, 자기 어닐링 장치(100)의 웨이퍼 반송 영역(S2) 근방의 개략 평면도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 반송 영역(S2)에는, 주로 웨이퍼 반송 기구(124), 얼라이너 장치(126), 웨이퍼 보트(128) 및 자계 발생 수단(130)(도 2 참조)이 설치된다.

웨이퍼 반송 기구(124)는, 웨이퍼 반송 영역(S2)에서의 웨이퍼(W)의 반송을 담당하고 있고, 웨이퍼 보트(128)와 격벽(104)의 반송구(120)와의 사이에 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(124)는, 상하로 뻗는 가이드 기구(124a)를 따라서 이동하며, 연직축 둘레로 회동하는 이동체(124b)에, 예컨대 5장의 진퇴 가능한 아암부(124c)를 설치하여 구성되고, 웨이퍼 보트(128)와, 제2 배치대(114) 상의 캐리어(C)와, 얼라이너 장치(126)와의 사이에서 웨이퍼를 반송한다.

또한, 본 실시형태의 이동체(124b)는 아암부(124c)가 연장되는 방향을 축으로 하여 이 축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다. 이에 따라 아암부(124c)에 의해 웨이퍼(W)가 반송되는 동안에, 웨이퍼(W)의 주표면의 면 방향을 예컨대 수평에서 수직으로, 혹은 수직에서 수평으로, 자유자재로 변경하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 본 실시형태의 웨이퍼 반송 기구(124)는 웨이퍼(W)를 수평 상태로 유지 가능하고, 수직 상태로 유지 가능하다. 또한, 웨이퍼 반송 기구(124)는, 일반적으로 척 기구에 의해 웨이퍼(W)를 유지하고, 유지 방법으로는 정전척 방식, 진공척 방식, 메카니컬척 방식의 어느 방식이라도 좋다.

본 실시형태의 웨이퍼 반송 기구(124)는, 전술의 구성을 가짐으로써, 캐리어(C), 얼라이너 장치(126), 웨이퍼 보트(128)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하도록, 전술한 전후 방향(XY 방향), 좌우 방향 및 연직의 Z 방향으로 이동 가능하게, 그리고 수평축 주위 및 연직축 둘레로 이동 가능하게 구성되어 있다.

얼라이너 장치(126)는, 예컨대 웨이퍼(W)의 에지를 파지하여 센터링과 노치 등의 각도 맞춤(위치 맞춤)을 행하는 것이다.

웨이퍼 보트(128)는 복수의 캐리어(C), 예컨대 4개의 캐리어(C) 내의 다수 매의 웨이퍼(W)를 유지하는 것이 가능하며, 단열부(134)를 사이에 두고 캡(136)의 후방측에 배치되어 있다. 캡(136)은 트랜스퍼 기구(138)의 후방측에 지지되어 있고, 이 트랜스퍼 기구(138)에 의해 웨이퍼 보트(128)가 자계 발생 수단(130)에 대해 반입 또는 반출된다.

웨이퍼 보트(128)의 후방측에는, 웨이퍼(W)에 자기 어닐링 처리를 실시하는, 자계 발생 수단(130)이 배치된다. 자계 발생 수단(130)은, 우측 단부가 노(爐) 입구인 횡형의 솔레노이드형 자석(초전도 자석)으로 구성되는 자기 어닐링로가 사용된다. 솔레노이드형 자석은, 그 중심선 축 방향이 실질적으로 수평이 되도록 배치되어, 도시하지 않는 전원 장치에 접속된다. 횡형의 솔레노이드형 자석에 의해 발생하는 자계의 방향은 전술한 전후 방향으로 된다.

또한, 자계 발생 수단(130)에는 그 내주를 따라서 가열 수단(132)이 배치되어 있어, 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열할 수 있다. 즉, 자계 발생 수단(130)에 의해, 웨이퍼(W)는 균일한 자계 하에서 가열 처리된다.

솔레노이드형 자석을 이용하여 복수 매, 예컨대 100장의 웨이퍼(W)에 같은 식의 자기 어닐링 처리를 실시하는 경우, 모든 웨이퍼(W)에 대하여 균일한 처리를 실시하기 위해서, 균일 자장 영역에 웨이퍼(W)를 배치할 필요가 있다. 솔레노이드형 자석의 균일 자장 영역은 그 축 방향 길이의 약 20% 정도이다. 이 때문에, 예컨대 100장의 φ 300 ㎜의 웨이퍼(W)를 자기 어닐링 장치에 의해 처리하는 경우, 횡형의 솔레노이드형 자석의 설계예로서는, 내경(보어 직경) φ 570 ㎜, 외경 φ 1900 ㎜, 길이 2500 ㎜(이 경우의 균일 자장 영역의 길이는 약 680 ㎜ 정도)로 할 수 있다.

또한, 상기 설계의 횡형의 솔레노이드형 자석의 중량은 대략 25 톤 정도가 된다. 이 때문에, 솔레노이드형 자석의 바닥부에는, 솔레노이드형 자석을 유지하기 위해, 도시하지 않는 유지대 및 이 유지대의 바닥부에 도시하지 않는 유지판이 마련된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 이 자기 어닐링 장치(100)에는, 예컨대 컴퓨터로 이루어지는 제어부(140)가 설치되어 있다. 제어부(140)는 프로그램, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부 등을 구비하고, 프로그램에는, 제어부로부터 자기 어닐링 장치의 각 부에 제어 신호를 보내어, 각 처리 공정을 진행시키도록 명령(각 스텝)이 짜넣어져 있다. 이 제어 신호에 의해 캐리어(C)의 반송, 웨이퍼(W)의 반송, 개폐 도어의 개폐, 덮개의 개폐, 각 처리가 이루어진다. 이 프로그램은, 컴퓨터 기억 매체, 예컨대 플렉시블 디스크, 컴팩트 디스크, 하드디스크, MO(광자기 디스크) 및 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되어 제어부에 인스톨된다.

<웨이퍼 반송 영역(S2)에서의 웨이퍼(W)의 반송>

웨이퍼(W)를 제2 배치대(114a, 114b)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼 보트(128)를 통해 자계 발생 수단(130)으로 반송할 때까지의 일련의 흐름에 관해서 설명한다.

우선 웨이퍼 반송 기구(124)에 의해 웨이퍼 보트(128)에 반송되는 웨이퍼(W)의, 웨이퍼 보트(128) 내에서의 배치예에 관해서 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5에 웨이퍼 보트(128) 내에 유지되는 웨이퍼(W)의 배치예를 설명하기 위한 개략도를 도시한다. 보다 구체적으로는, 도 5의 (a)는 웨이퍼(W)의 주표면이 수직이 되도록 배치하는 경우의 배치예이며, 도 5의 (b)는 웨이퍼(W)의 주표면이 수평이 되도록 배치하는 경우의 배치예이고, 도 5의 (c)는 웨이퍼(W)의 주표면이 수직이 되도록 배치하는 경우와 수평이 되도록 배치하는 경우를 조합시킨 배치예이다. 또한, 도 5의 X Y축 방향 및 Z축 방향은 각각 도 2의 X Y축 방향 및 Z축 방향에 대응하고 있다.

웨이퍼(W)의 자기 어닐링 처리는, 웨이퍼(W)의 주표면에 대하여 수직한 방향으로 자계를 인가하는 수직 자화 방식과, 웨이퍼(W)의 주표면에 대하여 평행인 방향으로 자계를 인가하는 면내 자화 방식의 두 가지 방식이 알려져 있다. 본 실시형태와 같이 자계 발생 수단(130)으로서 횡형의 초전도 자석을 채용하는 경우, 자석내의 자계(자력선)의 방향은 X Y축 방향이 된다. 이 때문에, 예컨대 100장의 웨이퍼(W)를 수직 자화 방식에 의해 동시에 자기 어닐링 처리하는 경우, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 적재 방향이 전술한 X Y축 방향이 되도록 웨이퍼(W)를 소정 간격으로 선반형으로 적재한 적재체를 웨이퍼 보트(128)에 하나 배치한다. 한편, 예컨대 100장의 웨이퍼(W)를 면내 자화 방식에 의해서 동시에 자기 어닐링 처리하는 경우, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 적재 방향이 전술한 Z축 방향이 되도록 50장의 웨이퍼(W)를 소정 간격으로 선반형으로 적재한 적재체를, 웨이퍼 보트(128) 내에 X Y축 방향으로 2개 나란히 하여 배치한다.

현재, 전술한 두 가지 방식의 자기 어닐링 처리는 각각 개별의 장치로 실시되고 있다. 그러나, 본 실시형태의 자기 어닐링 장치(100)는 웨이퍼 반송 기구(124)의 이동체(124b)가, 아암부(124c)가 뻗는 방향을 축으로 회동 가능하게 구성되어 있다. 이 때문에, 수직 자화 방식 및 면내 자화 방식의 두 가지 방식의 자기 어닐링 처리를 동일한 장치로 실시할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 자기 어닐링 장치(100)를 사용함으로써, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 50장의 웨이퍼(W)를 적재 방향이 X Y축 방향이 되도록 적재하고, 또한 나머지 50장의 웨이퍼(W)를 적재 방향이 Z축 방향이 되도록 적재하는 배치도 가능하다. 이 때문에, 한번의 자기 어닐링 처리로, 수직 자화 방식 및 면내 자화 방식의 양 방식의 자기 어닐링 처리를 실시할 수 있다.

향후 전술한 두 가지 중 어느 방식의 자기 어닐링 처리가 주류가 될지는 불명확하지만, 본 실시형태의 자기 어닐링 장치(100)는 어느 방식의 자기 어닐링 처리로 이행(移行)한 경우이더라도, 웨이퍼 보트(128)를 교환함으로써 양 방식의 자기 어닐링 처리를 실시할 수 있다.

다음으로, 웨이퍼 반송 영역(S2) 내에서의 웨이퍼(W)의 반송에 관해서 도 6 및 도 7을 참조하여 더 상세히 설명한다.

도 6에 웨이퍼 반송 기구에 의한 웨이퍼 반송의 일례를 설명하기 위한 개략도를 도시하고, 도 7에 웨이퍼 반송 기구에 의한 웨이퍼 반송의 다른 예를 설명하기 위한 개략도를 도시한다. 보다 구체적으로는 도 6은 수직 자화 방식으로 웨이퍼(W)를 처리하는 경우의 웨이퍼(W)의 반송예이며, 도 7은 면내 자화 방식인 경우의 웨이퍼(W)의 반송예이다.

우선 도 6을 참조하여 수직 자화 방식으로 웨이퍼(W)를 처리하는 경우의 웨이퍼(W)의 반송에 관해서 설명한다. 또한, 도 6 및 도 7에서는 도시의 간략화를 위해 격벽(104) 및 개폐 도어(122)를 생략하고 있다.

도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 우선 캐리어(C)에 수납되어 있는 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(124)에 전달된다. 전술한 대로, 일반적으로 캐리어(C)에 웨이퍼(W)는 수평으로 수납되어 있어, 웨이퍼 반송 기구(124)는 웨이퍼(W)를 수평으로 유지하여 반송한다. 다음으로, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 이동체(124b)가 연직축 방향으로 회동하여, 웨이퍼(W)는 얼라이너 장치(126)의 전방으로 트랜스퍼되고, 얼라이너 장치(126)로 전달된다[도 6의 (c)]. 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 얼라이너 장치(126)에서, 웨이퍼(W)는 센터링과 노치 등의 각도 맞춤이 행하여진다. 이어서, 각도 맞춤이 끝난 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(124)에 전달되고[도 6의 (e)], 이동체(124b)가 연직축 방향으로 회동하여, 웨이퍼 보트(128)측으로 트랜스퍼된다[도 6의 (f)]. 다음에, 이동체(124b)는 아암부(124c)가 뻗는 방향을 축으로 하여 이 축 둘레로 90도 회전한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)는 아암부(124c)에 의해 수직으로 유지된다. 수직으로 유지된 웨이퍼(W)는, 도 6의 (h)에 도시한 바와 같이 웨이퍼 보트(128)에 전달되고, 웨이퍼(W)의 반송이 완료된다[도 6의 (i)]. 웨이퍼 보트(128)로의 웨이퍼(W)의 트랜스퍼가 끝난 뒤, 웨이퍼 반송 기구(124)는 캐리어(C)로 되돌아가고, 전술한 바와 같은 방법에 의해, 다음 웨이퍼(W)가 트랜스퍼된다.

하나의 캐리어(C) 내에 유지되는 웨이퍼(W)의 매수는 일반적으로 25장이며, 웨이퍼 반송 기구(124)에 의한 웨이퍼(W)의 반송 매수는 일반적으로 5장이다. 이 때문에, 하나의 캐리어(C)에 대하여, 캐리어(C)로부터 얼라이너 장치(126)를 경유한 웨이퍼 보트(128)로의 웨이퍼(W)의 트랜스퍼는 5회 행해진다. 한쪽의 제2 배치대[예컨대 제2 배치대(114a)]에 배치된 캐리어(C)로부터의 웨이퍼(W)의 트랜스퍼가 끝난 뒤에는, 웨이퍼 반송 기구(124)에 의해 다른 쪽 제2 배치대[예컨대 제2 배치대(114b)]에 배치된 캐리어(C)로부터의 웨이퍼(W)의 트랜스퍼를 행한다. 이때, 제2 배치대(114a)에 배치된 빈 캐리어(C)는, 다른 쪽 제2 배치대(114b)에 배치된 캐리어(C)로부터의 웨이퍼(W)의 트랜스퍼를 행하고 있는 동안에, 캐리어 보관부(116a, 116b, 또는 116c)에 보관되어 있는 다른 캐리어(C)와 바뀌어진다.

한편, 도 7을 참조하여 면내 자화 방식으로 웨이퍼(W)를 처리하는 경우의 웨이퍼(W)의 반송에 관해서 설명한다.

면내 자화 방식으로 웨이퍼(W)를 처리하는 경우에 있어서도, 도 6의 (f)에 도시한 이동체(124b)가 연직축 방향으로 회동하여, 웨이퍼 보트(128)측으로 트랜스퍼될 때까지는, 같은 방법으로 웨이퍼(W)가 반송된다[도 7의 (a)~(f)]. 면내 자화 방식에서는, 그 후 이동체(124b)가 회전하지 않고, 수평으로 유지된 웨이퍼(W)를 그대로 웨이퍼 보트(128)에 전달하며[도 7의 (g)], 웨이퍼(W)의 반송이 완료된다[도 7의 (h)].

또한, 본 실시형태의 자기 어닐링 장치(100)는 50장의 웨이퍼(W)를 적재 방향이 X Y축 방향이 되도록 적재하고, 또한 나머지 50장의 웨이퍼(W)를 적재 방향이 Z축 방향이 되도록 적재하는 배치도 가능하다. 100장의 웨이퍼(W)를 전술한 배치로 배치하는 경우, 우선 도 6에 도시한 방법에 의해 50장의 웨이퍼(W)를 반송하고, 그 후 도 7에 도시한 방법에 의해 나머지 50장의 웨이퍼(W)를 반송한다. 또한, 먼저 도 7에 도시한 방법에 의해 50장의 웨이퍼(W)를 반송하고, 그 후 도 6에 도시한 방법에 의해 나머지 50장의 웨이퍼(W)를 반송하더라도 좋다.

소정의 매수, 예컨대 100장의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 보트(128)에 반송된 뒤, 웨이퍼 보트(128)는 트랜스퍼 기구(138)에 의해 자계 발생 수단(130)에 로드된다. 도 2의 파선에 있어서의 웨이퍼 보트(128)의 위치는 로드 후의 위치이다. 그리고, 웨이퍼(W)는 소정의 자기 어닐링 처리가 실시된다. 처리 종료후의 웨이퍼(W)의 반출은, 우선 자계 발생 수단(130)으로부터 웨이퍼 보트(128)를 언로드하고, 전술한 반입과는 역으로, 웨이퍼 반송 기구(124)를 이용하여, 제2 배치대(114a 또는 114b)에 위치하는 개폐 도어로부터 캐리어(C)로 트랜스퍼함으로써 실행된다. 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송 기구(124)에 의해 캐리어(C)로 반송된 뒤, 도시하지 않는 개폐 기구로 개폐 덮개를 캐리어(C)에 부착하고, 캐리어(C)를 캐리어 반송 기구(118)에 의해 반출하여, 다음 공정으로 진행된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 관해서 상세히 설명했지만, 본 발명은 전술한 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고서 전술한 실시예에 여러 변형 및 치환을 가할 수 있다.

10 : 손잡이 12 : 개폐 덮개
14 : 로크 기구 100 : 자기 어닐링 장치
102 : 케이스 104 : 격벽
106 : 제1 반송 영역 108 : 제2 반송 영역
110 : 제1 배치대 112 : 핀
114 : 제2 배치대 116 : 캐리어 보관부
118 : 캐리어 반송 기구 120 : 반송구
122 : 개폐 도어 124 : 웨이퍼 반송 기구
126 : 얼라이너 장치 128 : 웨이퍼 보트
130 : 자계 발생 수단 132 : 가열 수단
134 : 단열부 136 : 캡
138 : 트랜스퍼 기구 140 : 제어부
S1 : 캐리어 반송 영역 S2 : 웨이퍼 반송 영역
C : 캐리어 W : 웨이퍼

Claims

자계 발생 수단으로서 횡형의 초전도 자석을 이용하여 피처리체 유지구에 유지된 피처리체를 자기 어닐링 처리하는 자기 어닐링 장치로서,
자기 어닐링 처리전의 상기 피처리체를 수납하는 수납 용기와,
상기 수납 용기에 유지된 상기 피처리체를 상기 피처리체 유지구에 반송하는 피처리체 반송 기구
를 구비하고,
상기 피처리체 반송 기구는 상기 피처리체를 수평 상태로 유지 가능하며, 수직 상태로 유지 가능하고,
상기 피처리체는 웨이퍼이고, 상기 수납 용기는 FOUP이며,
상기 FOUP는 25장의 상기 웨이퍼를 수납할 수 있고,
상기 피처리체 유지구는 100장의 상기 웨이퍼를 유지할 수 있고,
상기 피처리체 유지구는, 상기 웨이퍼의 주표면이 수평인 상태로 50장의 상기 웨이퍼를 적재한 제1 적재체를 적재할 수 있고, 상기 웨이퍼의 주표면이 수직한 상태로 50장의 상기 웨이퍼를 적재한 제2 적재체를 적재할 수 있는 것인 자기 어닐링 장치.
제1항에 있어서, 상기 피처리체 반송 기구는, 상기 피처리체를 유지하는 수평으로 뻗는 아암부를 가지며, 상기 아암부는 상기 아암부가 뻗는 방향을 축으로 회전 가능한 것인 자기 어닐링 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피처리체 반송 기구는, 척 기구에 의해 상기 피처리체를 유지하는 것인 자기 어닐링 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자기 어닐링 장치는, 상기 피처리체의 위치 맞춤을 행하는 얼라이너를 더 포함하며,
상기 피처리체 반송 기구는, 상기 수납 용기에 유지된 상기 피처리체를 상기 얼라이너에 반송하고, 위치 맞춤이 행해진 상기 피처리체를 상기 피처리체 유지구에 반송하는 것인 자기 어닐링 장치.
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제1항에 있어서, 상기 피처리체 유지구는, 100장의 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼의 주표면이 수직한 상태로 적재할 수 있는 것인 자기 어닐링 장치.
제1항에 있어서, 상기 피처리체 유지구는, 상기 웨이퍼의 주표면이 수평인 상태로 50장의 상기 웨이퍼를 적재한 적재체를 2개 유지할 수 있는 것인 자기 어닐링 장치.
삭제
피처리체를 수납한 수납 용기를 반송하는 수납 용기 반송 영역과 상기 피처리체를 반송하는 피처리체 반송 영역이 개폐 도어를 사이에 두고 형성된 자기 어닐링 장치로서,
상기 수납 용기 반송 영역에는,
상기 자기 어닐링 장치에 반입되는 수납 용기를 배치하는 제1 배치대와,
상기 개폐 도어를 통해, 상기 수납 용기 반송 영역으로부터 상기 피처리체 반송 영역으로 기밀하게 상기 피처리체를 반송하기 위해, 상기 수납 용기를 배치하는 복수의 제2 배치대와,
복수의 상기 수납 용기를 보관하는 보관부와,
상기 제1 배치대, 상기 제2 배치대 및 상기 보관부의 사이에서 상기 수납 용기를 반출입하는 수납 용기 반송 기구가 배치되고,
상기 피처리체 반송 영역에는,
상기 피처리체의 위치 맞춤을 행하는 얼라이너와,
상기 위치 맞춤이 행해진 상기 피처리체를 유지할 수 있는 피처리체 유지구와,
상기 제2 배치대에 배치된 수납 용기, 상기 얼라이너 및 상기 피처리체 유지구의 사이에서 상기 피처리체를 반송하는 피처리체 반송 기구와,
상기 피처리체를 가열하는 가열 수단과,
상기 피처리체 유지구에 유지된 피처리체에 자계를 인가하는, 횡형 초전도 자석을 갖는 자계 발생 수단과,
상기 피처리체 유지구에 유지된 상기 피처리체를 상기 자계 발생 수단 내에 트랜스퍼하는 트랜스퍼 기구가 배치되며,
상기 피처리체 반송 기구는, 상기 피처리체를 수평 상태로 유지할 수 있고, 수직 상태로 유지할 수 있고,
상기 피처리체는 웨이퍼이고, 상기 수납 용기는 FOUP이며,
상기 FOUP는 25장의 상기 웨이퍼를 수납할 수 있고,
상기 피처리체 유지구는 100장의 상기 웨이퍼를 유지할 수 있고,
상기 피처리체 유지구는, 상기 웨이퍼의 주표면이 수평인 상태로 50장의 상기 웨이퍼를 적재한 제1 적재체를 적재할 수 있고, 상기 웨이퍼의 주표면이 수직한 상태로 50장의 상기 웨이퍼를 적재한 제2 적재체를 적재할 수 있는 것인 자기 어닐링 장치.
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