KR20020074025A - Semiconductor Thermal Treatment Equipment - Google Patents

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KR20020074025A
KR20020074025A KR1020010014114A KR20010014114A KR20020074025A KR 20020074025 A KR20020074025 A KR 20020074025A KR 1020010014114 A KR1020010014114 A KR 1020010014114A KR 20010014114 A KR20010014114 A KR 20010014114A KR 20020074025 A KR20020074025 A KR 20020074025A
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서대만
이광전
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삼성전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A vertical type thermal processing apparatus having a transferring function to a reaction furnace is provided to perform easily an exchanging work of a reaction furnace by installing a cap member outside a side panel. CONSTITUTION: A heating furnace(10) has an opened lower end part. A reaction furnace(20) is moved to the inside or the outside of the heating furnace(10) in order to form a practical reaction space. A boat(25) is installed inside the reaction furnace(20). The boat(25) is used for loading a plurality of wafers. A cap member(29) is installed at a lower portion of the boat(25) in order to open or shut an aperture of a lower end portion of the heating furnace(10). A side panel(31) is installed at a lower side of the heating furnace(10) in order to form a clean room. A transfer portion(40) is used for transferring the cap member(29), the reaction furnace(20) installed on an upper side of the cap member(29), and the boat(25) to the inside or the outside of the side panel(31).

Description

반응로 인출·입기능을 갖는 반도체 제조용 종형 열처리장치{Semiconductor Thermal Treatment Equipment}Longitudinal heat treatment device for semiconductor manufacturing with reactor pull-out and input function {Semiconductor Thermal Treatment Equipment}

본 발명은 반응로 인출·입기능을 갖는 종형 열처리 장치에 관한 것으로서, 특히, 상측에 아웃터튜브, 인너튜브 및 보트가 설치된 캡부재를 사이드패널의 내·외측으로 인출·입가능토록 구성하여 설비의 교체 동작을 쉽게 이룰 수 있도록 하는 반응로 인출·입기능을 갖는 종형 열처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical heat treatment apparatus having a reaction furnace draw-out and input function, and in particular, a cap member provided with an outer tube, an inner tube, and a boat on the upper side thereof is configured to draw out and insert into and out of a side panel. The present invention relates to a vertical heat treatment apparatus having a reactor withdrawal and insertion function to facilitate replacement operation.

일반적으로, 복수의 반도체웨이퍼에 대해서 한꺼번에 실시하는 소위 배치방식의 종형 열처리장치는 다수의 웨이퍼를 소정의 간격을 두고 지지하는 열처리용 보트에 의해 웨이퍼가 가열로 내로 로딩되어 소정의 열처리가 실시된다.In general, a vertical heat treatment apparatus of a so-called batch type that performs a plurality of semiconductor wafers at once is loaded into a heating furnace by a heat treatment boat that supports a plurality of wafers at predetermined intervals, whereby predetermined heat treatment is performed.

이와 같은 종형 열처리 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 하단이 개방된 세로로 긴 원통형상의 석영제의 가열로(10)와, 상기 가열로(10)의 내측에 설치되어 실질적인 반응공간을 형성하는 반응로(20)로 구성된다.Such a vertical heat treatment apparatus is a reaction in which a longitudinally long cylindrical quartz heating furnace 10 having a lower end opened as shown in FIG. 1 and installed inside the heating furnace 10 to form a substantial reaction space. The furnace 20 is comprised.

상기 반응로(20)는 아웃터튜브(Outer Tube)(21)와 인너튜브(Inner Tube)(23)로 이루어지며, 그 인너튜브(23)의 내부에는 다수의 웨이퍼(W)를 적재시키는 보트(25)가 승강기구(미도시)에 의해 상기 가열로(10)의 내·외측으로 로딩·언로딩가능케 설치되며, 상기 보트(25)의 하부에는 가열로(10)의 하부측의 온도를 보강하는 보온통(27)이 설치되며, 상기 보온통(27)의 하부에는 상기 가열로(10)의 하부 개구부를 개폐하는 캡부재(29)가 설치된다.The reactor 20 is formed of an outer tube 21 and an inner tube 23, and a boat for loading a plurality of wafers W into the inner tube 23. 25 is installed to be loaded and unloaded into and out of the heating furnace 10 by a lifting mechanism (not shown), and the bottom of the boat 25 reinforces the temperature of the heating furnace 10. The insulating tube 27 is installed, the lower portion of the insulating tube 27 is provided with a cap member 29 for opening and closing the lower opening of the heating furnace (10).

상기 가열로(10)의 하부에는 반응공간을 구획하는 사이드패널(31)이 마련되어 외부 먼지나 이물질 등을 차단하는 클린 룸을 형성한다.The lower side of the heating furnace 10 is provided with a side panel 31 partitioning the reaction space to form a clean room to block external dust or foreign matter.

이와 같이 구성된 종래의 종형열처리장치는 반응로(20)의 교체 주기가 되어 상기 반응로(20)를 교체할 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 반응로(20)를 가열로(10)에서 아래로 이송시킨 후, 사이드패널(31)의 백도어(미도시)를 개방시켜 그 백도어부의 좁은 공간을 통해 해체용 도구 예컨데, 일자드라이버와 같은 도구를 삽입하여 반응로(20)를 분해하게 된다.The conventional vertical heat treatment apparatus configured as described above becomes a replacement cycle of the reactor 20, and when the reactor 20 is replaced, the reactor 20 is lowered from the furnace 10 as shown in FIG. 1. After the transfer, the back door (not shown) of the side panel 31 is opened and a tool for dismantling through a narrow space of the back door part, for example, inserts a tool such as a screwdriver to disassemble the reactor 20.

그러나, 이와 같이 반응로(20)를 분해시키는 과정에 있어, 무리한 힘이 가해질 경우 반응로(20)가 뒤로 밀려 사이드패널(31)과 부딪히거나, 또는 가열로(10)와 사이드 패널(31)과의 좁은 간격으로 인해 상기 가열로(10)로와 부딪힐 위험성이 존재하게 되며, 그 좁은 공간을 통해 해체하는 작업 또한 무척 번거롭다는 문제점이 있다.However, in the process of disassembling the reactor 20 as described above, if excessive force is applied, the reactor 20 is pushed backward to collide with the side panel 31 or the heating furnace 10 and the side panel 31. Due to the narrow gap there is a risk of hitting the furnace 10, there is a problem that the disassembly through the narrow space is also very cumbersome.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로서, 상측에 보트를 비롯한 반응로가 설치되는 캡부재를 사이드패널의 외측으로 인출가능토록 구성하여 반응로의 교체 작업을 보다 쉽게 행할 수 있도록 하는 그 분해 및 교체가 쉽게 이루어지도록 구성된 반응로 인출·입기능을 갖는 종형 열처리 장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-described problems, by configuring the cap member that is installed on the upper side of the reaction vessel, including the boat to be drawn out to the outside of the side panel to make it easier to replace the reactor. It is to provide a vertical heat treatment apparatus having a reaction furnace pull-out and input function configured to be easily disassembled and replaced.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하단이 개방된 가열로와; 상기 가열로에 인·출입가능케 설치되며 실질적인 반응공간을 형성하는 반응로와; 상기 반응로의 내부에 설치되어 다수매의 웨이퍼를 적재시키는 보트와; 상기 보트의 하부에 설치되어 상기 가열로의 하단 개구부를 개폐하는 캡부재와; 상기 가열로의 하측에 설치되어 클린 룸을 형성하는 사이드패널과; 상기 캡부재를 비롯하여 그 캡부재의 상측에 설치되는 반응로 및 보트를 사이드패널의 내·외측으로 인출·입시키는 이송수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a furnace having an open bottom; A reactor configured to be phosphorus-in / out of the furnace and to form a substantial reaction space; A boat installed inside the reactor to load a plurality of wafers; A cap member installed at a lower portion of the boat to open and close a lower opening of the heating furnace; A side panel installed below the heating furnace to form a clean room; In addition to the cap member, characterized in that it comprises a reaction means installed on the upper side of the cap member and the transport means for drawing out and in and out of the side panel.

도 1은 종래의 반도체 제조용 종형 열처리장치의 구성을 도시한 도면,1 is a view showing the configuration of a conventional vertical heat treatment apparatus for manufacturing a semiconductor,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 종형열처리장치의 반응로(20)가 가열로(10)에 위치한 상태를 도시한 도면,2 is a view showing a state in which the reactor 20 of the vertical heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is located in the heating furnace 10,

도 3은 상기 도 2에 도시된 반응로(20)가 그 교체작업을 위해 가열로(10)로부터 하강된 상태를 도시한 도면,3 is a view showing a state in which the reactor 20 shown in FIG. 2 is lowered from the heating furnace 10 for a replacement operation thereof.

도 4는 상기 도 2 및 도 3에 도시된 반응로(20)의 이송수단의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a view schematically showing the configuration of the transfer means of the reactor 20 shown in FIG. 2 and FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 가열로20 : 반응로10: heating furnace 20: reactor

21 : 아웃터튜브23 : 인너튜브21: outer tube 23: inner tube

25 : 보트27 : 캡부재25: boat 27: cap member

31 : 사이드패널31a : 백도어31: side panel 31a: back door

40 : 이송수단41 : 모터40: transfer means 41: motor

43: 이송암43a : 제1링크43: transfer arm 43a: first link

43b ; 제 2링크44: 로딩스테이지43b; 2nd Link 44: Loading Stage

이하, 첨부된 도면 도 2 및 도 4를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, FIGS. 2 and 4.

도 1에 도시된 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 명기하며, 중복되는 설명은 생략한다.The same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

도면에 도시된 바와 같이 내부에 보트(25)를 포함한 반응로(20)가 설치된 캡부재(29)가 있으며, 상기 캡부재(29)는 도시되지 않은 승·하강수단에 의해 상하로 승·하강되어 가열로(10)에 로딩/언로딩가능케 설치된다.As shown in the figure, there is a cap member 29 provided with a reactor 20 including a boat 25 therein, and the cap member 29 is lifted up and down by a lifting and lowering means (not shown). And installed in the furnace 10 so as to be loaded / unloaded.

한편, 상기 캡부재(29)에는 상기 캡부재(29)를 비롯하여 그 내부에 보트(25)를 포함하는 반응로(20)를 사이드패널(31)의 외측으로 이송시키는 이송수단(40)이 구성된다.On the other hand, the cap member 29 has a conveying means 40 for transporting the reaction furnace 20 including the cap member 29 and the boat 25 therein to the outside of the side panel 31 in the cap member 29 do.

상기 이송수단(40)은 동력을 발생시키는 모터(41)와, 상기 모터(41)에 연결되어 캡부재(29)를 사이드패널(31)의 내·외측으로 인출·입시키는 이송암(43)으로 구성된다.The transfer means 40 is a motor 41 for generating power and a transfer arm 43 connected to the motor 41 to draw out and insert the cap member 29 into and out of the side panel 31. It consists of.

상기 모터(41)는 가해진 펄스 수를 조절해 줌으로써 모터(41)의 회전각을 제어 할 수 있는 스템핑모터로 함이 바람직하며, 그 모터구동시스템(50)은 구동신호를 출력하는 제어회로(51)와, 그 제어회로(51)의 구동신호에 따라 전원(53)을 언 시켜 모터 권선에 전류가 흐르도록 하는 구동회로(55)로 구성된다.The motor 41 is preferably a stamping motor that can control the rotation angle of the motor 41 by adjusting the number of applied pulses, the motor drive system 50 is a control circuit for outputting a drive signal ( 51 and a drive circuit 55 for releasing the power source 53 to allow a current to flow in the motor winding in accordance with the drive signal of the control circuit 51.

상기 이송암(43)은 복수개의 제1,2링크(43a,43b)로 이루어져 그 회전 방향에 따라 그 길이가 늘어나고 줄어들 수 있는 구조로 구성함이 바람직하며 상기 제1링크(43a)의 상면에는 캡부재(29)의 안착됨을 보다 안정적으로 행하도록 하기 위해서 상기 캡부재(29)를 올려놓을 수 있는 별도의 로딩스테이지(44)를 마련함이 바람직할 것이다.The transfer arm 43 is composed of a plurality of first and second links (43a, 43b) is preferably configured to have a structure that can be increased in length and reduced in accordance with the rotation direction, the upper surface of the first link (43a) It may be desirable to provide a separate loading stage 44 on which the cap member 29 can be placed in order to more securely mount the cap member 29.

상기 캡부재(29)를 사이드패널(31)의 외측으로 인출시킬 경우 도 4에 도시된 바와 같이 모터(41)가 반시계방향(실선화살표 방향)으로 회전시키면, 그 회전동작과 더불어 제 1링크(43a)가 제 2링크(43b)로부터 슬라이딩되면서 전진하게 된다.When the cap member 29 is pulled out of the side panel 31, as shown in FIG. 4, when the motor 41 rotates in the counterclockwise direction (solid arrow direction), the first link together with the rotation operation is performed. 43a is advanced while sliding from the second link 43b.

한편, 상기 캡부재(29)를 상기 사이드패널(31)의 내측으로 인입시킬 경우에는 모터(41)가 상술한 방향의 반대방향 즉, 점선화살표 방향으로 회전하게 되고, 그 회전동작과 더불어 제 1링크(43a)가 상기 제2링크(43b)의 외주면을 따라 슬라이딩되어 다시 원래의 위치로 복귀하게 된다.On the other hand, when the cap member 29 is drawn into the side panel 31, the motor 41 is rotated in the opposite direction to the above-described direction, that is, the dotted arrow direction, and the first and the rotational motions thereof. The link 43a slides along the outer circumferential surface of the second link 43b to return to its original position.

상기 이송수단(40)은 상측에 반응로(20) 및 보트(25)를 포함하는 캡부재(29)를 사이드패널(31)의 외측으로 이송시킴에 따라 보다 넓은 공간에서 그 분리작업을 행할 수 있도록 하여 작업 효율을 높일 수 있게 된다.The conveying means 40 can be separated in a larger space by transferring the cap member 29 including the reactor 20 and the boat 25 to the outside of the side panel 31 on the upper side. It is possible to increase the working efficiency.

또한, 사이드패널(31) 또는 가열로(10)등에 부딪히는 위험요소를 해소시킬 수 있게 됨에 따라 고가의 석영류로 이루어진 반응로(20) 또는 보트(25)등이 깨지는 문제점을 해소시킬 수 있게 된다.In addition, it is possible to solve the risk of hitting the side panel 31 or the heating furnace 10, etc., it is possible to solve the problem of breaking the reactor 20 or boat 25 made of expensive quartz. .

상술한 구조에서 이송수단(40)의 구성을 모터(41)의 회전력에 의해 회전할 때 그 회전방향에 따라 제 1링크(43a)가 직선 이동하도록 한 것을 예로 들어 설명하였으나, 그에 한정된 것은 아니며, 사이드패널(31)의 내·외측으로 캡부재(29)를 인출·입시킬 수 있는 구조이면 모두 가능할 것이다.In the above-described structure, the first link 43a moves linearly according to the rotation direction when the configuration of the transfer means 40 is rotated by the rotational force of the motor 41. However, the present invention is not limited thereto. As long as the cap member 29 can be pulled out and inserted into and out of the side panel 31, it will be possible.

예컨대, 볼스크루를 채용하여 사이드패널(31)의 내·외측으로 직선 이동시키는 구조일 수 도 있을 것이며, 또는 상기 링크구조를 달리하여 상기와 같이 링크가 직선 이동하는 구조가 아닌 접혔다 폈다 하는 구조로 구현하여 사이드패널(31)의 외측에 위치할 경우에는 그 링크부재가 완전히 펴진 상태로 있다가 사이드패널(31)의 내측으로 위치할 경우에는 접혀진 상태를 유지하는 구조로 하는 방법도 있을 것이다.For example, a ball screw may be used to move the inside and the outside of the side panel 31 in a straight line. Alternatively, the link structure may be folded instead of a straight line as described above. In the case of being positioned outside the side panel 31, the link member may be in a fully extended state, but when positioned inside the side panel 31, the link member may be in a folded state.

이와 같이 반응로 인출·입기능을 갖는 종형열처리장치는 반도체 제조 과정에 있어서는 도 2에 도시된 바와 같이 가열로(10)의 내부에 반응로(20)가 설치되어 있으며, 도시되지 않은 엘리베이터수단에 의해 웨이퍼(W)를 적재시키는 보트(25) 및 보온통(27) 및 캡부재(29)만이 승·하강되어 반응로(20)에 로딩·언로딩된다.As described above, in the vertical heat treatment apparatus having the reaction furnace withdrawal and input function, the reactor 20 is installed inside the heating furnace 10 as shown in FIG. 2 in a semiconductor manufacturing process. As a result, only the boat 25, the heat insulating container 27, and the cap member 29 on which the wafers W are loaded are lifted and lowered and loaded and unloaded into the reactor 20.

한편, 반복적인 열처리 과정에 의해 반응로(20)가 노후화 되어 교체를 하거나 보수를 위해서는 반응로(20)를 가열로(10)로부터 분해시킨 후 도시되지 않은 엘리베이터수단에 의해 아웃터튜브(21) 및 인너튜브(23)를 포함하는 반응로(20) 및 보트(25), 보온통(27) 캡부재(29) 전체가 하강되어 도 3에 도시된 바와 같이 사이드패널(31)의 내부로 하강하고, 상기 캡부재(29)는 로딩스테이지(44)의 상면에 안착된다.On the other hand, the reactor 20 is aged by a repeated heat treatment process to replace or repair the reactor 20 from the heating furnace 10 to replace or repair the outer tube 21 and by the elevator means not shown Reactor 20 including the inner tube 23 and the boat 25, the insulating tube 27, the entire cap member 29 is lowered and lowered into the side panel 31 as shown in Figure 3, The cap member 29 is seated on the upper surface of the loading stage 44.

이와 같이 로딩스테이지(44)에 안착되면, 사이드패널(31)의 백도어(31a)를 개방시킨 후 모터(41)를 실선화살표방향으로 구동시키면, 상기 모터(41)의 모터축에 연결된 제1,2링크(43a,43b)가 회전됨과 동시에 상기 제1링크(43a)가 제2링크(43b)의 외주면을 따라 전진하여 도 4의 점선표시 상태를 이루게 된다.When seated on the loading stage 44 as described above, when the back door 31a of the side panel 31 is opened and the motor 41 is driven in the solid arrow direction, the first, At the same time as the two links 43a and 43b are rotated, the first link 43a is advanced along the outer circumferential surface of the second link 43b to achieve the dotted line display state of FIG. 4.

그와 같은 상태가 되면, 작업자가 해체용도구를 이용하여 반응로(20)를 분리하여 교체하거나 보수작업을 행하게 된다.In such a state, a worker separates and replaces the reactor 20 using a dismantling tool, or performs maintenance work.

이때, 반응로(20)가 좁은 사이드패널(31)의 내부 공간으로부터 빠져 나오게 하여 작업을 행하게 됨으로써, 작업자는 사이드패널(31)의 내부에서 작업을 행하는 종래에 비해 훨씬 더 쉽게 작업을 할 수 있게 되며, 따라서, 그 교체 시간이 줄어들게 되는 것이다.At this time, the reaction furnace 20 is carried out by exiting from the inner space of the narrow side panel 31, so that the operator can work much easier than the conventional work performed in the side panel 31. Thus, the replacement time is reduced.

캡부재(29)를 비롯하여 반응로(20)를 사이드패널(31)의 내부로 인입시킬 경우에는 상술한 동작의 역순에 의해 이루어 질 것이다.When introducing the reactor 20 including the cap member 29 into the interior of the side panel 31 will be made in the reverse order of the above-described operation.

상술한 바와 같이 구성함에 따라 사이드패널 외부측으로 반응로를 인출시켜 그 수리 및 교체 작업이 이루어지도록 함에 따라 좁은 사이드패널내부의 공간에서 힘들게 작업을 행해야만 했던 불편함을 해소시킴과 동시에 그 교체 작업시 고가의 석영제로 이루어진 반응로가 사이드패널 또는 가열로 등과 부딪혀 깨지는 위험성을 해소시킬 수 있게 된다.As described above, the reaction furnace is drawn out to the outside of the side panel so that the repair and replacement work can be performed, thereby eliminating the inconvenience of having to work hard in the space inside the narrow side panel and at the same time. Reaction furnace made of expensive quartz can be eliminated the risk of being hit by a side panel or a heating furnace.

Claims (3)

하단이 개방된 가열로;A furnace with an open bottom; 상기 가열로에 인·출입가능케 설치되며 실질적인 반응공간을 형성하는 반응로;A reactor configured to be phosphorus-in / out of the furnace and to form a substantial reaction space; 상기 반응로의 내부에 설치되어 다수매의 웨이퍼를 적재시키는 보트;A boat installed inside the reactor to load a plurality of wafers; 상기 보트의 하부에 설치되어 상기 가열로의 하단 개구부를 개폐하는 캡부재;A cap member installed at a lower portion of the boat to open and close a lower opening of the heating furnace; 상기 가열로의 하측에 설치되어 클린 룸을 형성하는 사이드패널;A side panel installed below the heating furnace to form a clean room; 상기 캡부재를 비롯하여 그 캡부재의 상측에 설치되는 반응로 및 보트를 사이드패널의 내·외측으로 인출·입시키는 이송수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 그 분해 및 교체가 쉽게 이루어지도록 구성된 반응로 인출·입기능을 갖는 종형열처리장치.Reactor including the cap member consisting of a reaction means installed on the upper side of the cap member and the transport means for drawing out and in and out the boat into the inner and outer sides of the side panel, the reactor is configured to facilitate the disassembly and replacement Vertical heat treatment device having an input function. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이송수단은 동력을 발생시키는 모터;The transfer means includes a motor for generating power; 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 캡부재를 상기 사이드패널의 내·외측으로 인·출입시키는 이송암으로 구성된 것을 특징으로 하는 반응로 인·출입기능을 갖는 종형열처리장치.A vertical heat treatment apparatus having a reactor draw-in / out function, characterized in that it comprises a transfer arm which draws in and out the cap member into and out of the side panel by receiving the power of the motor. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 이송암에는 상기 캡부재를 상면에 안착시키는 로딩스테이지를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 반응로 인출·입기능을 갖는 종형열처리장치.And said transfer arm further comprises a loading stage for seating said cap member on an upper surface thereof.
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