KR20070056154A - 기판 지지·반송용 트레이 - Google Patents

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KR20070056154A
KR20070056154A KR1020077008913A KR20077008913A KR20070056154A KR 20070056154 A KR20070056154 A KR 20070056154A KR 1020077008913 A KR1020077008913 A KR 1020077008913A KR 20077008913 A KR20077008913 A KR 20077008913A KR 20070056154 A KR20070056154 A KR 20070056154A
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tray
board
heating
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KR1020077008913A
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마사미 시바가키
야스미 구레마츠
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캐논 아네르바 가부시키가이샤
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Abstract

기판에 대한 가열처리가 행해지는 처리실에 배비되어 있는 기판 지지부, 특히, 기판 가열용의 가열수단을 내장하고 있는 기판 지지부의 위에 재치 가능하고, 상측에 기판이 놓이는 기판 지지·반송용의 트레이로서, 기판에의 가열처리 시에, 기판에의 보다 균일한 가열을 가능하게 하고, 동시에, 가열처리가 종료되면, 기판의 온도가 저하될 때까지 기다리지 않고, 간단하게, 상기 기판 지지부로부터 제거하여, 가열처리가 행해진 처리실로부터 다른 쪽으로 반송해 가는 것이 가능한 기판 지지·반송용 트레이를 제공한다. 상면측에 원반 형상의 기판 지지부를 갖고, 당해 원반 형상의 기판 지지부의 둘레 가장자리로부터 하측을 향하여 뻗어 있는 통 형상 측벽부와, 당해 통 형상 측벽부의 하단측으로부터 직경방향에서 외측으로 뻗어 있는 환상부를 구비하고 있는 기판 지지·반송용 트레이.
기판, 가열처리, 처리실, 기판 지지부재, 기판 지지·반송용의 트레이, 통 형상 측벽부, 환상부

Description

기판 지지·반송용 트레이{SUBSTRATE SUPPORTING/TRANSFERRING TRAY}
본 발명은 반도체 기판에 대한 가열처리가 행해지는 처리실에 배비되어 있는 기판 지지부재의 위에 재치되고, 상측에 기판이 놓이는 기판 지지·반송용의 트레이에 관한 것이다. 특히, 기판 가열처리용의 가열수단을 내부에 구비하고 있는 기판 지지부재의 위에 재치되고, 상측에 반도체 기판이 놓이는 기판 지지·반송용의 트레이에 관한 것이다.
반도체 제조장치에 있어서, 진공상태 또는 대기압 상태의 처리실 내에서 반도체 기판에의 가열처리를 행하는 경우에, 반도체 기판에의 균일한 가열이나, 가열처리 완료 후의 반도체 기판의 이송 등을 고려하여, 상부측에 기판 지지부를 갖는 기판 지지·반송용 트레이의 위에 반도체 기판을 놓은 상태에서, 반도체 기판에의 가열처리가 행해지는 경우가 있다.
예를 들면, 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 상부측에 기판 지지부를 갖는 기판 지지·반송용 트레이(18)의 위에 기판(1)을 놓고, 이것을, 반도체 기판을 가열하는 가열수단(4)이 내장되어 있는 기판 지지부재(2)의 위에서, 진공상태 또는 대기압 상태에서, 기판(1)에의 가열처리가 행해지는 경우가 있다.
도 7(a)에 도시한 형태는, 기판(1)을 균일하게 가열하는 것을 목적으로 하여 기판 지지·반송용 트레이(18)를 사용하고 있는 것이지만, 가열처리가 완료된 기판(1)을 처리실(도시하지 않음) 내로부터 꺼내고, 다음에 가열처리를 받을 새로운 기판을 처리실 내로 반송하여 가열처리를 행하려고 할 때에, 기판 지지·반송용 트레이(18)에 반송용 로봇 등이 지지할 수 있는 개소가 없다. 그래서, 결국, 기판(1)의 온도가 저하할 때까지 반송처리를 행할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 상부측에 기판 지지부를 갖고, 바깥둘레(18d)가 기판을 가열하는 가열수단(4)이 내장되어 있는 기판 지지부재(2)의 바깥둘레(2a)보다 크고, 평판 형상으로 큰 직경의 기판 지지·반송용 트레이(18a)가 채용되게 되었다. 이러한 선행기술은, 예를 들면 일본 특개2002-2695 등에 기재되어 있다.
이러한 형태의 기판 지지·반송용 트레이(18a)의 경우, 바깥둘레(18d)가, 기판(1)을 가열하는 가열수단(4)이 내장되어 있는 기판 지지부재(2)의 바깥둘레(2a)보다 크므로, 반송용 로봇 등의 선단이 두 갈래로 되어 있는 포크로, 기판 지지·반송용 트레이(18a)의 바깥둘레 측부(18c)의 하측(도 7(b)중, 하측)을 지지할 수 있다.
그래서, 기판(1)을 가열하는 처리가 완료되면, 기판(1)의 온도가 저하되는 것을 기다리지 않고, 반송용 로봇 등의 포크의 두 갈래로 되어 있는 선단부분으로 기판 지지·반송용 트레이(18a)의 바깥둘레 측부(18c)의 하측(도 4(b) 중, 하측)을 지지하여, 기판 지지·반송용 트레이(18a)를 기판 지지부재(2)의 위로부터 떼어낼 수 있다. 그리고, 다음에 가열처리가 행해질 새로운 기판이 기판 지지부의 위에 놓여져 있는 다른 기판 지지·반송용 트레이(18a)를 동일하게 하여 반송해 와서 기판 지지부재(2)의 위에 놓음으로써, 새로운 기판의 가열처리를 개시할 수 있다. 이것에 의해, 효율적으로 복수매의 기판의 가열처리를 행할 수 있다.
그러나, 기판을 가열하는 가열수단(4)이 내장되어 있는 기판 지지부재(2)의 위에, 도 7(b)에 도시한 형태와 같이, 바깥둘레(18d)가 기판 지지부재(2)의 바깥둘레(2a)보다 크고, 평판 형상으로 큰 직경의 기판 지지·반송용 트레이(18a)가 놓여져서 기판(1)의 가열처리가 행해지는 경우에는, 기판 지지부재(2)의 바깥둘레(2a)로부터 돌출해 있는 기판 지지·반송용 트레이(18a)의 바깥둘레 측부(18c)로부터 열이 방사된다. 그래서, 기판 지지·반송용 트레이(18a)의 중심부측과, 기판 지지·반송용 트레이(18a)의 바깥둘레 측부(18c) 사이에서 온도가 불균일하게 되고, 이 결과, 기판(1)의 균일한 가열을 행하는 것이 어렵게 된다고 하는 문제가 있었다.
(발명이 해결하고자 하는 과제)
본 발명은, 진공상태 또는 대기압 상태에서 기판(반도체 기판)에 대한 가열처리가 행해지는 처리실에 배비되어 있는 기판 지지부재, 특히, 기판 가열용의 가열수단을 내장하고 있는 기판 지지부재의 위에 재치되고, 상측에 기판(반도체 기판)이 놓이는 기판 지지·반송용의 트레이로서, 기판(반도체 기판)에의 가열처리 시에, 기판에의 보다 균일한 가열을 가능하게 하고, 동시에, 가열처리가 종료하면, 기판(반도체 기판)의 온도가 저하할 때까지 기다리지 않고, 간단하게, 상기 기판 지지부재로부터 제거하고, 가열처리가 행해진 처리실로부터 다른 쪽으로 반송해 가는 것이 가능하여, 효율적으로 복수매의 기판의 가열처리를 행할 수 있는 기판 지지·반송용 트레이를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명이 제안하는 기판 지지·반송용 트레이는 기판(반도체 기판)에 대한 가열처리가 행해지는 처리실에 배비되어 있는 기판 지지부재의 위에 재치되고, 상측에 기판이 놓이는 기판 지지·반송용의 트레이로서, 상부측에 원반 형상의 기판 지지부를 갖고, 당해 원반 형상의 기판 지지부의 둘레 가장자리로부터 하측을 향하여 뻗어 있는 통 형상 측벽부와, 당해 통 형상 측벽부의 하단측으로부터 직경방향에서 외측으로 뻗어 있는 환상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 진공상태 또는 대기압 상태에서 기판(반도체 기판)에 대한 가열처리가 행해지는 처리실에 배비되어 있는 기판 지지부재, 특히, 기판 가열용의 가열수단을 내장하고 있는 기판 지지부재의 위에 재치되고, 상측에 기판(반도체 기판)이 놓이는 기판 지지·반송용의 트레이로서, 기판에의 가열처리 시에, 기판에의 보다 균일한 가열을 가능하게 하고, 동시에, 가열처리가 종료되면, 기판의 온도가 저하할 때까지 기다리지 않고, 간단하게, 상기 기판 지지부재로부터 제거하고, 가열처리가 행해진 처리실로부터 다른 쪽으로 반송해 가는 것이 가능하여, 효율적으로 복수매의 기판의 가열처리를 행할 수 있는 기판 지지·반송용 트레이를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태를 설명하는 일부를 생략한 단면도,
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태를 설명하는 일부를 생략한 단면도,
도 3은 도 1에 도시한 본 발명의 제 1 실시형태의 다른 예를 설명하는 일부를 생략한 단면도,
도 4는 도 2에 도시한 본 발명의 제 2 실시형태의 다른 예를 설명하는 일부를 생략한 단면도,
도 5(a), (b), (c)는 본 발명의 제 3 실시형태를 설명하는 일부를 생략한 단면도,
도 6(a)는 상측에 기판이 재치되어 있는 상태의 본 발명의 기판 지지·반송용 트레이를 반송하는 상태를 설명하는 평면도, (b)는 상측에 기판이 재치되어 있는 상태의 본 발명의 기판 지지·반송용 트레이를 반송하는 상태를 설명하는 정면도,
도 7(a), (b)는 종래의 기판 지지·반송용 트레이를 설명하는 일부를 생략한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 설명하는 것이다.
기판(1)에 대한 가열처리가 행해지는 처리실(11)의 내부에 기판 지지부재(2)가 배비되어 있다. 기판 지지부재(2)는 전자충격 가열용의 열전자 발생수단이나, 적외선 램프 가열용의 적외선 램프 등으로 이루어지는 기판 가열용의 가열수단(4)을 내부에 구비하고 있다. 이것에 의해, 처리실(11) 내에서 기판(1)에 대한 가열처리가 행해진다.
처리실(11) 내에서 기판(1)에 대해 행해지는 가열처리는 처리실(11) 내를 소정의 진공상태로 하여 행할 수도 있고, 처리실(11) 내를 대기압 상태로 해 두고 행할 수도 있다.
본 발명의 기판 지지·반송용 트레이(8)는 이 기판 지지부(2)의 위에 재치되고, 상측에 기판(예를 들면, Si 기판이나, SiC 기판과 같은 반도체 기판)이 놓이는 것이다.
기판 지지·반송용 트레이(8)는 그 상부측에 원반 형상의 기판 지지부(8e)(도 3(a))를 갖고 있다. 이 원반 형상의 기판 지지부(8e)의 둘레 가장자리로부터는 하측을 향하여 통 형상 측벽부(9)가 뻗어 있다.
통 형상 측벽부(9)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 원기둥 형상의 기판 지지부재(2)의 외주를 따라, 원반 형상의 기판 지지부(8e)의 둘레 가장자리로부터 연직방향 하측(도 1중, 하측)으로 뻗어 있는 원통 형상으로 할 수 있다. 또, 도 2에 도시한 바와 같이, 원기둥 모양 기판 지지부재(2)의 외주를 따라, 원반 형상의 기판 지지부(8e)의 둘레 가장자리로부터 연직방향 하측(도 1 중, 하측)을 향함에 따라 점차로 직경이 커지도록, 경사져서 확장되어 가는 역 깔때기 형상의 형태를 하고 있는 것이어도 좋다.
단, 가열수단(4)에 의해 기판 지지부재(2)를 통하여 가열을 행할 때에, 기판 지지·반송용 트레이(8)와의 사이에 발생하는 온도차, 기판 지지·반송용 트레이(8)의 면 내의 온도분포를 작게 하여, 기판 지지·반송용 트레이(8)면 내에서의 보다 균일한 가열을 가능하게 하는 점에서는, 통 형상 측벽부(9)를, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 지지부재(2)의 외주를 따라, 원반 형상의 기판 지지부(8e)의 둘레 가장자리로부터 뻗어 있는 원통 형상으로 하는 것이 바람직하다.
통 형상 측벽부(9)의 하단측으로부터는, 직경방향에서 외측을 향하여 환상부(10)가 뻗어 있다.
원반 형상의 기판 지지부(8e)의 위에 도 1에 도시한 바와 같이 기판(1)이 재치되어 있는 기판 지지·반송용 트레이(8)를 반송 로봇 등에 의해 들어 올리고, 반송할 때는, 반송 로봇 등의 선단의 암(23, 24)에 연결되어 있는 포크 기단부(22)로부터 두 갈래로 갈라져서 뻗어 있는 포크(21a, 21b)가 도 6(a), (b)에 도시한 바와 같이 환상부(10)의 하측을 지지한다.
그래서, 기판(1)을 가열하는 처리가 완료되면, 기판(1)의 온도가 저하되는 것을 기다리지 않고, 반송용 로봇 등의 포크(21a, 21b)로 기판 지지·반송용 트레이(8)의 환상부(10)의 하측을 지지하여, 기판 지지·반송용 트레이(8)를 기판 지지부재(2)의 위로부터 떼어낼 수 있다. 그리고, 다음에 가열처리가 행해질 새로운 기판이 원반 형상의 기판 지지부(8e)의 놓여져 있는 다른 기판 지지·반송용 트레이(8)를 동일하게 하여 반송해 와서 기판 지지부재(2)의 위에 놓음으로써, 새로운 기판의 가열처리를 개시할 수 있다. 이것에 의해, 효율적으로 복수매의 기판의 가열처리를 행할 수 있다.
본 발명의 기판 지지·반송용 트레이(8)는 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 상부측에 구비되어 있는 원반 형상의 기판 지지부(8e)의 둘레 가장자리로부터 하측을 향하여 뻗어 있는 통 형상 측벽부(9)를 갖고 있다. 그래서, 가열수단(4)에 의해 기판 지지부재(2)를 통하여 가열이 행해질 때에, 도 7(a), (b)에 도시한 바와 같은 형태의 종래의 기판 지지·반송용 트레이(18, 18a)의 경우에 비해, 기판 지지부재(2)와 기판 지지·반송용 트레이(8) 사이에 발생하는 온도차를 작게 하는 것이 할 수 있다. 또한, 기판 지지·반송용 트레이(8)의 면 내의 온도분포도, 도 7(a), (b)에 도시한 바와 같은 형태의 종래의 기판 지지·반송용 트레이(18, 18a)의 경우에 비해 작게 할 수 있다. 그래서, 기판 지지·반송용 트레이(8) 면 내에서의 보다 균일한 가열을 가능하게 할 수 있었다.
또한, 도 3, 도 4와 같이, 환상부(10)를 구비하고 있지 않은, 통 형상 측벽부(9)만이 배비되어 있는 형태로 해도 전술한 효과를 발휘하게 할 수 있다. 도 3에 도시된 실시형태는, 도 1에 도시한 실시형태에서, 환상부(10)를 구비하고 있지 않고, 통 형상 측벽부(9)만을 구비하고 있는 것이다. 도 4에 도시한 실시형태는, 도 2에 도시한 실시형태에서, 환상부(10)를 구비하고 있지 않고, 통 형상 측벽부(9)만을 구비하고 있는 것이다. 단, 도 1, 도 2에 도시한 실시형태와 같이, 환상부(10)도 구비하고 있는 형태로 한 쪽이 유리하다. 발열체(4)를 내부에 구비하고 있는 기판 지지부재(2)와 기판 지지·반송용 트레이(8) 사이에 발생하는 온도차를 한층더 작게 하고, 기판 지지·반송용 트레이(8) 면 내의 온도분포를 더욱 작게 하여, 기판 지지·반송용 트레이(8) 면 내에서의 보다 균일한 가열을 행하는 점에 서 바람직하기 때문이다.
도 5(a)는, 가열처리가 행해질 때에, 기판 지지·반송용 트레이(8)의 위에 캡(5)이 놓여지고, 기판 지지·반송용 트레이(8) 상에 재치되어 있는 기판(1)(예를 들면 SiC 기판)이 캡(5)에 의해 덮이고, 이 캡(5)과 기판 지지·반송용 트레이(8)에 의해 기판(1)이 밀봉되게 되어 있는 것이다.
이것에 의해, 기판(1)을 가열처리 함에 있어서, 기판(1)이 배치되어 있는 공간(3)을 캡(5)으로 밀봉하도록 한 것이다. 즉, 가열처리하는 기판(1)이 재치되어 있는 기판 지지·반송용 트레이(8)의 위에 캡(5)을 씌움으로써 기판(1)이 배치되어 있는 공간(3)을 캡(5)으로 밀봉하도록 한 것이다.
이와 같이 하면, 가열처리 시에는 상기한 바와 같이 기판(1)이 배치되어 있는 공간(3)이 밀봉되고, 또, 캡(5)으로부터의 복사열이 가해지므로, 보다 효율적으로 기판(1)을 가열할 수 있다.
도 5(b)가, 도 5(a)에 도시한 실시형태와 상위하고 있는 것은, 캡(5)이 측벽(5c)의 하단측에 기판 지지·반송용 트레이(8)의 상단 외주에 걸어지는 걸림 단차부(6)를 갖고, 걸림 단차부(6)에서의 캡(5)의 측벽 내경(R2)이 기판 지지·반송용 트레이(8)의 통 형상 측벽부(9)의 외경(R3) 보다 적어도 플러스 공차만큼 크게 되어 있는 점이다.
즉, 도 5(b)에 도시되어 있는 본 발명의 기판 지지·반송용 트레이(8)는, 전술한 본 발명의 기판 지지·반송용 트레이(8)가 상측에 기판(1)이 배치되는 기판 지지부 상에 배치되고, 기판 지지부의 상측에 기판(1)이 배치되어 있는 공간(3)을 밀봉하는 캡으로, 하단측에 기판 지지부의 상단 외주에 걸어지는 걸림 단차부(6)를 갖고, 걸림 단차부(6)에서의 캡의 측벽 내경(R2)이 기판 지지부의 상단의 외경(R3)보다 적어도 플러스 공차만큼 커져 있는 캡(5)과 조합되어 있는 것이다.
이것에 의해, 가열처리가 행해졌을 때에, 캡(5), 기판 지지·반송용 트레이(8)의 열팽창에 의해, 기판(1)이 배치되어 있는 공간(3)의 밀봉 상태가 향상된다.
도 5(c)가 도 5(b)에 도시한 실시형태와 상위한 것은 캡(5)이 캡 본체(5a)의 표면에 코팅층(5b)이 형성되어 있는 점이다.
캡 본체(5a)의 표면에 코팅을 행함으로써, 가열처리 동안에 있어서의 캡(5)으로부터의 가스방출이나, 캡(5)을 형성하고 있는 재질의 비산을 억제하여, 기판(1)이나 처리실(11)의 내면이 오염되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한 것이다.
코팅층(5b)은 가스방출을 방지할 수 있는 재질, 예를 들면, 열분해탄소(Pyrolytic Graphite, Pyrolytic Carbon)로 형성할 수 있고, 코팅층(5b)의 두께는 10∼50㎛로 해 두는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위의 기재로부터 파악되는 기술적 범위에서 여러 형태로 변경 가능하다.

Claims (2)

  1. 기판에 대한 가열처리가 행해지는 처리실에 배비되어 있는 기판 지지부재의 위에 재치되고, 상측에 기판이 놓이는 기판 지지·반송용의 트레이로서, 상부측에 원반 형상의 기판 지지부를 갖고, 당해 원반 형상의 기판 지지부의 둘레 가장자리로부터 하측을 향하여 뻗어 있는 통 형상 측벽부와, 당해 통 형상 측벽부의 하단측으로부터 직경방향에서 외측으로 뻗어 있는 환상부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지·반송용 트레이.
  2. 제 1 항에 있어서, 상측에 기판이 배치되는 기판 지지부의 위에 배치되고, 기판 지지부의 상측에 기판이 배치되어 있는 공간을 밀봉하는 캡으로서, 하단측에 기판 지지부의 상단 외주에 걸어지는 걸림 단차부를 갖고, 걸림 단차부에서의 캡의 측벽 내경(R2)이 기판 지지부의 상단의 외경(R3)보다 적어도 플러스 공차만큼 크게 되어 있는 캡과 조합되는 것을 특징으로 하는 기판 지지·반송용 트레이.
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