KR20060062981A - Heat treatment equipment with the chilling apparatus - Google Patents

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KR20060062981A KR1020040102003A KR20040102003A KR20060062981A KR 20060062981 A KR20060062981 A KR 20060062981A KR 1020040102003 A KR1020040102003 A KR 1020040102003A KR 20040102003 A KR20040102003 A KR 20040102003A KR 20060062981 A KR20060062981 A KR 20060062981A
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Abstract

본 발명은 냉각장치를 구비한 열처리장치에 관한 것으로, 냉각장치는 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급원과 이 냉각가스공급원과 연결되어 냉각가스를 웨이퍼에 분사하는 노즐과 이 노즐을 구동시키는 암과 이 암을 회전시키는 모터로 구성되며, 열처리공정을 통해 가열된 웨이퍼를 냉각장치를 이용하여 냉각시키면 이에 따른 공정시간을 단축하는 효과가 있다.The present invention relates to a heat treatment apparatus having a cooling device, wherein the cooling device includes a cooling gas supply source for supplying a cooling gas, a nozzle connected to the cooling gas supply source, and a nozzle for injecting cooling gas onto a wafer, and an arm driving the nozzle. It is composed of a motor for rotating the arm, and cooling the wafer heated by the heat treatment process using a cooling device has the effect of reducing the process time accordingly.

Description

냉각장치를 구비한 열처리장치{Heat treatment equipment with the chilling apparatus}Heat treatment equipment with the chiller

도 1은 본 발명에 따른 종형열처리장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a vertical heat treatment apparatus according to the present invention.

도 2a, 도 2b는 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치에 장착되는 냉각수단의 동작을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 평면도이다.2A and 2B are plan views schematically illustrating the operation of the cooling means mounted to the wafer transfer apparatus according to the present invention.

**주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the code for the main parts **

10 : 공정튜브10: process tube

20 : 보트20: boat

25 : 엘리베이터장치25: elevator device

50 : 웨이퍼 이송장치50: wafer transfer device

51 : 가이드블록51: guide block

52 : 이동체52: moving object

53 : 튀이저53: twizer

55 : 노즐55: nozzle

56 : 냉각가스공급원56: cooling gas supply source

57 : 구동원 57: drive source                 

58 : 암58: cancer

59 : 모터
59: motor

본 발명은 열처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열처리공정을 마친 웨이퍼를 냉각시켜주는 냉각장치를 구비한 열처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat treatment apparatus, and more particularly, to a heat treatment apparatus having a cooling device for cooling the wafer after the heat treatment process.

일반적으로, 반도체 집적회로를 제조하기 위해서는 반도체 웨이퍼에 대해 성막 처리, 에칭 처리, 산화 처리, 확산 처리 및 개질 처리 등의 각종 열처리가 행해진다. 이들 열처리를 종형식 배치식 열처리장치에 의해 행하는 경우에는 우선 반도체 웨이퍼를 복수매, 예를 들어 25매 정도 수용하는 카세트로부터 이 반도체 웨이퍼를 종형의 웨이퍼 보트로 이송시킨다. Generally, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, various heat treatments, such as a film forming process, an etching process, an oxidation process, a diffusion process, and a modification process, are performed with respect to a semiconductor wafer. When these heat treatments are performed by a vertical batch heat treatment apparatus, first, the semiconductor wafers are transferred to a vertical wafer boat from a cassette that holds a plurality of semiconductor wafers, for example, about 25 sheets.

이때, 웨이퍼 보트는 웨이퍼 사이즈에도 관계되지만 30 내지 150매 정도의 웨이퍼를 적재할 수 있다.At this time, the wafer boat is also related to the wafer size, but can load about 30 to 150 wafers.

이 웨이퍼 보트가 공정튜브 내에 그 하부로부터 로드된 후, 공정튜브는 기밀하게 밀폐시킨다. 그리고, 공정튜브는 압력, 온도,공정가스의 유량 등의 각종 공정조건이 제어되면서 공정튜브의 외주에 설치되어 있는 히터에 의해 반도체 웨이퍼에 소정의 열처리가 실시된다.After the wafer boat is loaded from the bottom into the process tube, the process tube is hermetically sealed. The process tube is subjected to a predetermined heat treatment to the semiconductor wafer by a heater provided on the outer periphery of the process tube while controlling various process conditions such as pressure, temperature and flow rate of the process gas.

이후, 열처리가 완료되면 웨이퍼 보트는 공정튜브로부터 언로딩되고 다음 공 정을 진행하기 위해서는 공정 진행중 히터에 의해 가열된 웨이퍼를 냉각시키는 과정을 필요로 한다.After the heat treatment is completed, the wafer boat is unloaded from the process tube, and the process of cooling the wafer heated by the heater during the process is required to proceed with the next process.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 열처리장치에 있어서는 가열된 웨이퍼를 냉각시키기 위해서 별다른 수단이 동원되지 않고 공정튜브로부터 언로딩된 상태 그대로 대기중에서 냉각시킨다. However, in the conventional heat treatment apparatus as described above, in order to cool the heated wafer, no other means is used but it is cooled in the air as it is unloaded from the process tube.

이때 걸리는 소요시간이 약 20분 정도의 시간이 소요되며, 이로 인해 그 만큼 공정시간이 길어지는 문제점이 발생된다.At this time, the time required takes about 20 minutes, which causes a problem that the process time is longer.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼를 이송시키는 이송장치에 공정이 완료된 웨이퍼를 냉각시키는 냉각가스를 웨이퍼에 분사하여 웨이퍼의 냉각시간을 단축하는 냉각장치를 구비한 열처리장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cooling device for shortening the cooling time of a wafer by injecting a cooling gas for cooling the wafer, which has been processed, to the wafer. It is to provide a heat treatment apparatus.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명은 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 보트와, 상기 웨이퍼 보트에 상기 웨이퍼를 적재시키는 웨이퍼 이송장치와, 상기 웨이퍼 보트가 로딩 및 언로딩되어 열처리공정이 진행되는 공정튜브 및 상기 공정튜브에서 열처리공정을 마친 상기 웨이퍼를 냉각시키는 하나 이상의 냉각장치를 포함한다.The present invention for realizing the above object is a wafer boat in which a wafer is loaded, a wafer transfer device for loading the wafer on the wafer boat, a process tube that the wafer boat is loaded and unloaded, the heat treatment process proceeds; At least one cooling device for cooling the wafer after the heat treatment process in the process tube.

여기에서, 상기 냉각장치는 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급원과 상기 냉각가스공급원과 연결되어 상기 냉각가스를 상기 웨이퍼에 분사하는 노즐과 상기 노 즐을 구동시키는 구동원을 포함한다.Here, the cooling apparatus includes a cooling gas supply source for supplying a cooling gas, a nozzle connected to the cooling gas supply source and a nozzle for injecting the cooling gas to the wafer and a driving source for driving the nozzle.

또한, 상기 구동원은 그 선단에 노즐이 장착된 암과 상기 암을 회전시키는 모터로 이루어진다.Further, the drive source is composed of an arm equipped with a nozzle at its tip and a motor for rotating the arm.

그리고, 상기 냉각가스는 질소가스인 것이 바람직하다.In addition, the cooling gas is preferably nitrogen gas.

한편, 상기 냉각장치는 상기 웨이퍼 이송장치의 양측면에 장착되어 상기 웨이퍼에 냉각가스를 분사하는 것이 바람직하다.On the other hand, the cooling device is preferably mounted on both sides of the wafer transfer device to spray the cooling gas on the wafer.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 종형열처리장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2a, 도 2b는 본 발명에 따른 웨이퍼 이송장치에 장착되는 냉각수단의 동작을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 평면도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a vertical heat treatment apparatus according to the present invention, Figures 2a, 2b is a plan view schematically showing the operation of the cooling means mounted to the wafer transfer apparatus according to the present invention. .

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 종형열처리장치는 외부의 영향으로부터 공정환경을 보호하도록 제작한 공정튜브(10)와, 상기 공정튜브(10)를 가열시키는 히터(미도시)와, 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 보트(20)와, 상기 웨이퍼 보트(20)를 공정튜브(10)에 로딘 및 언로딩시키는 엘리베이터장치(25)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a vertical heat treatment apparatus according to the present invention includes a process tube 10 manufactured to protect a process environment from external influences, a heater (not shown) for heating the process tube 10, and a wafer. A wafer boat 20 to be loaded and an elevator device 25 for loading and unloading the wafer boat 20 into the process tube 10.

그리고, 카세트(미도시)로부터 상기 보트(20)에 웨이퍼(W)를 로딩 및 언로딩하는 웨이퍼 이송장치(50)와, 상기 장치들을 상호 유기적으로 제어하는 제어부(미도시) 및 가공공정에 필요한 정제된 적당량의 가스류를 적정시간 동안 공정튜브(10)내에 주입시키는 가스공급부(미도시) 등을 포함하여 이루어진다.In addition, a wafer transfer device 50 for loading and unloading the wafer W from the cassette (not shown) to the boat 20, a controller (not shown) for controlling the devices organically, and a processing process It includes a gas supply unit (not shown) for injecting a suitable amount of purified gas flow into the process tube 10 for a suitable time.

상기 공정튜브(10)는 내측튜브(미도시)와 외측튜브(미도시)로 이루어지는 2 중관 구조의 석영관이며, 내측튜브의 처리공간에는 석영으로 된 웨이퍼 보트(20)가 수용된다.The process tube 10 is a quartz tube having a double tube structure consisting of an inner tube (not shown) and an outer tube (not shown), and a wafer boat 20 made of quartz is accommodated in the processing space of the inner tube.

그리고, 이 웨이퍼 보트(20)에는 다수의 웨이퍼(W)가 상하방향으로 간격을 두고 보유 지지되며, 웨이퍼 보트(20)의 하부에는 이 웨이퍼 보트(20)가 승강 가능하도록 엘리베이터장치(25)가 장착된다.In the wafer boat 20, a plurality of wafers W are held at intervals in the vertical direction, and an elevator apparatus 25 is provided below the wafer boat 20 so that the wafer boat 20 can be lifted and lowered. Is mounted.

한편, 웨이퍼 이송장치(50)는 가이드블록(51)과 이 가이드블록(51)상에 장착되어 수평이동을 하는 이동체(52)와, 상기 이동체(52)의 일측에 설치되어 웨이퍼(W)를 집는 다수의 튀이저(53)로 이루어진다.On the other hand, the wafer transfer device 50 is mounted on the guide block 51 and the guide block 51, the movable body 52 to move horizontally, and is installed on one side of the movable body 52 to the wafer (W) The house is made up of a number of twisters 53.

그리고, 상기 웨이퍼 이송장치(50)에는 공정튜브(10)에 투입되어 열처리된 웨이퍼를 냉각시키는 냉각장치를 추가적으로 포함하며 도 1에 도시된 바와 같이 냉각장치는 가이드블록(51)의 양측면에 장착된다.In addition, the wafer transfer device 50 further includes a cooling device that cools the wafer heat-treated by being introduced into the process tube 10. As shown in FIG. 1, the cooling device is mounted on both sides of the guide block 51. .

한편, 본 발명에서는 냉각장치가 가이드블록(51)의 양측면에 장착되어 웨이퍼(W)에 냉각가스를 분사하나 이는 한 실시예일뿐 다른 곳에 장착되거나 냉각장치가 독립적으로 위치하여도 무방하다.On the other hand, in the present invention, the cooling device is mounted on both sides of the guide block 51 to inject the cooling gas to the wafer (W), which is only one embodiment, it may be mounted elsewhere, or the cooling device may be positioned independently.

이때, 상기 냉각장치는 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급원(56)과 이 냉각가스공급원(56)과 연결되어 냉각가스를 웨이퍼에 분사하는 노즐(55)과 이 노즐(55)을 구동시키는 구동원(57)으로 이루어진다.At this time, the cooling device is connected to a cooling gas supply source 56 for supplying the cooling gas, the cooling gas supply source 56, a nozzle 55 for injecting the cooling gas to the wafer and a driving source for driving the nozzle 55 ( 57).

또한, 상기 구동원(57)은 암(58)과 이 암(58)을 회전시키는 모터(59)로 구성되는데, 상기 암(58)의 선단에는 상기 노즐(55)이 장착되어 암(58)의 움직임에 따라 노즐(55)도 같이 움직이게 된다. In addition, the drive source 57 is composed of an arm 58 and a motor 59 for rotating the arm 58, the nozzle 55 is mounted to the tip of the arm 58, the arm 58 The nozzle 55 moves with the movement.                     

한편, 본 발명에서 이용되는 상기 냉각가스는 질소가스인 것이 바람직하다.On the other hand, the cooling gas used in the present invention is preferably nitrogen gas.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 작용 및 효과를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 웨이퍼 이송장치(50)의 이동체(52)를 수평 이동하여 이동체(52)에 장착된 튀이저(53)를 이용하여 카세트(미도시)에 적재된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(20)에 적재시킨 다음 엘리베이터장치(25)를 동작시켜 공정튜브(10)의 내부로 웨이퍼 보트(20)를 로딩시킨다.First, the wafers 20 loaded on a cassette (not shown) are moved horizontally by moving the movable body 52 of the wafer transfer device 50 using the tweezers 53 mounted on the movable body 52. The wafer boat 20 is loaded into the process tube 10 by operating the elevator 25.

그리고, 공정튜브(20)의 압력, 온도, 공정가스의 유량 등의 공정조건을 충족시키고 이 공정튜브(20)의 외주에 장착된 히터(미도시)를 이용하여 웨이퍼(W)를 가열시키는 공정을 진행한다.Then, the process of satisfying the process conditions such as the pressure, temperature, flow rate of the process tube 20, the process tube 20 and heating the wafer (W) using a heater (not shown) mounted on the outer periphery of the process tube 20 Proceed.

이후, 공정수행이 완료되면 다시 엘리베이터장치(15)가 동작되어 웨이퍼 보트(20)를 하강시키게 되는데 이때, 웨이퍼(W)는 히터에 의해 가열된 상태이므로 웨이퍼 이송장치(50)에 장착된 냉각장치를 이용하여 웨이퍼(W)를 냉각시키는 과정이 필요하다.Subsequently, when the process is completed, the elevator apparatus 15 is operated again to lower the wafer boat 20. At this time, the wafer W is heated by a heater, and thus the cooling apparatus mounted on the wafer transfer apparatus 50 is performed. It is necessary to cool the wafer (W) by using.

이를 위해 도 2a에 도시된 바와 같이 모터에 의해 암(58)이 웨이퍼(W)의 방향으로 회전함으로써 암(58)의 선단에 장착된 두개의 노즐(55)은 웨이퍼(W)를 사이에 두고 서로 마주보게 된다.To this end, as shown in FIG. 2A, the arm 58 is rotated in the direction of the wafer W by a motor so that the two nozzles 55 mounted at the tip of the arm 58 have the wafer W therebetween. Face each other.

이후, 냉각가스공급원(56)과 연결된 노즐(55)을 통해 웨이퍼(W)에 냉각가스를 분사하여 웨이퍼(W)를 냉각시킨다.Thereafter, a cooling gas is injected to the wafer W through the nozzle 55 connected to the cooling gas supply source 56 to cool the wafer W.

그리고, 공정이 완료된 웨이퍼(W)가 냉각되면 냉각가스의 분사를 중단시키고 도 2b에 도시된 바와 같이 다시 모터(59)를 이용하여 암(58)을 웨이퍼(W)의 반대방향으로 회전시킨다.When the wafer W is cooled, the injection of the cooling gas is stopped and the arm 58 is rotated in the opposite direction to the wafer W by using the motor 59 as shown in FIG. 2B.

이후, 이동체(52)를 움직여 튀이저(53)를 이용하여 보트(20)로부터 웨이퍼(W)를 언로딩하여 대기중인 카세트에 적재시켜 다음 공정을 진행하게 된다.Thereafter, the movable body 52 is moved to unload the wafer W from the boat 20 using the tweezers 53 and load the wafer W in a waiting cassette.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 열처리과정이 완료되어 가열된 상태에 있는 웨이퍼에 질소가스를 분사하여 냉각시켜줌으로서 공정시간을 단축하는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of shortening the process time by spraying nitrogen gas on the wafer in a heated state after the heat treatment process is completed.

본 발명은 도시한 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, it is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the scope of the present invention should be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (5)

웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 보트;A wafer boat on which wafers are loaded; 상기 웨이퍼 보트에 상기 웨이퍼를 적재시키는 웨이퍼 이송장치;A wafer transfer device for loading the wafer into the wafer boat; 상기 웨이퍼 보트가 로딩 및 언로딩되어 열처리공정이 진행되는 공정튜브;A process tube in which the wafer boat is loaded and unloaded to perform a heat treatment process; 상기 공정튜브에서 열처리공정을 마친 상기 웨이퍼를 냉각시키는 하나 이상의 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 열처리장치.And at least one cooling device for cooling the wafer after the heat treatment in the process tube. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각장치는 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급원과 상기 냉각가스공급원과 연결되어 상기 냉각가스를 상기 웨이퍼에 분사하는 노즐과 상기 노즐을 구동시키는 구동원을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 열처리장치.The cooling apparatus includes a cooling gas supply source for supplying a cooling gas, a nozzle connected to the cooling gas supply source, a nozzle for injecting the cooling gas to the wafer, and a driving source for driving the nozzle. Device. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 구동원은 그 선단에 노즐이 장착된 암과 상기 암을 회전시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 열처리장치.And said drive source comprises an arm having a nozzle mounted at its tip and a motor for rotating said arm. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 냉각가스는 질소가스인 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 열처리장치.The cooling gas is a heat treatment apparatus having a cooling device, characterized in that the nitrogen gas. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 냉각장치는 상기 웨이퍼 이송장치의 양측면에 장착되어 상기 웨이퍼에 냉각가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 열처리장치.The cooling apparatus is mounted on both sides of the wafer transfer apparatus, the heat treatment apparatus having a cooling apparatus, characterized in that for spraying the cooling gas on the wafer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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