KR20080095781A - 종형 열처리 장치 및 피처리 기판 이동 탑재 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 종형 열처리 장치(1)는, 노구(4)를 갖는 열처리로(3)와, 노구(4)를 밀폐하는 덮개체(6)와, 다수매의 피처리 기판(w)을 링 형상의 지지판(15)을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구(9)와, 보유 지지구(9)를 열처리로(3)에 반입 및 반출하는 승강 기구(11)를 구비하고 있다. 이동 탑재 기구(21)는, 소정 간격으로 배치되고 피처리 기판(w)을 적재하기 위한 복수매의 이동 탑재판(20)을 갖는 동시에, 수납 용기(16)와 보유 지지구(9) 사이에서 피처리 기판(w)의 이동 탑재를 행한다. 지지판(15)은, 피처리 기판(w)의 이동 탑재를 행할 때에 이동 탑재판(20)이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부(28)를 갖는 외측 지지판(29)과, 외측 지지판(29)의 내주연부에 적재되고 절결부(28)를 폐색하는 폐색부(30)를 갖는 내측 지지판(31)으로 분할되어 있다. 이에 의해, 링 형상의 지지판(15)을 갖는 보유 지지구(9)에 대해 피처리 기판(w)을 복수매씩 이동 탑재 가능하게 되어, 이동 탑재 시간의 단축, 처리 매수의 증대 및 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
종형 열처리 장치, 노구, 피처리 기판, 이동 탑재 기구, 열처리로

Description

종형 열처리 장치 및 피처리 기판 이동 탑재 방법 {VERTICAL HEAT TREATMENT APPARATUS, AND CARRYING METHOD FOR SUBSTRATE TO BE TREATED}
관련 출원의 참조
본 특허 출원은 2007년 4월 24일에 제출된 일본 특허 출원 제2007-114181호의 이익을 향수한다. 이들 선출원에 있어서의 전체 개시 내용은, 인용하는 것에 의해 본 명세서의 일부로 된다.
본 발명은 종형 열처리 장치 및 피처리 기판 이동 탑재 방법에 관한 것으로, 특히 링 형상의 지지판을 갖는 보유 지지구에 대해 피처리 기판을 복수매씩 이동 탑재 가능하게 한 종형 열처리 장치 및 피처리 기판 이동 탑재 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서는, 피처리 기판 예를 들어 반도체 웨이퍼에 예를 들어 산화, 확산, CVD, 어닐 등의 각종 열처리를 실시하는 공정이 있고, 이들 공정을 실행하기 위한 열처리 장치의 하나로서 뱃치(batch) 처리 즉 다수매의 웨이퍼를 한번에 열처리하는 것이 가능한 종형 열처리 장치가 이용되고 있다.
이 종형 열처리 장치는, 하부에 노구를 갖는 열처리로와, 그 노구를 밀폐하 는 덮개체와, 이 덮개체 상에 설치되고 다수매의 웨이퍼를 링 형상의 지지판을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구(웨이퍼 보트라고도 함)와, 상기 덮개체를 승강시켜 보유 지지구를 열처리로에 반입 반출하는 승강 기구와, 복수매의 웨이퍼를 소정 간격으로 수납하는 수납 용기(카세트, 후프라고도 함)를 갖는 이동 탑재 기구를 구비하고 있다. 상기 링 형상의 지지판은 고온 열처리시에 웨이퍼의 주연부에 발생하는 슬립(결정 결함)을 억제 내지 방지하는 대책으로서 이용되고 있다.
상기 이동 탑재 기구로서는, 도10a 내지 도10c에 도시하는 바와 같이 이동 탑재용 이동 탑재판(50)과, 밀어올림용 이동 탑재판(51)을 구비한 밀어올림식 이동 탑재 기구(이하, 이동 탑재 기구 A라 함)가 이용되고 있다(예를 들어 일본 특허 공개 평5-13547호 공보 참조). 이동 탑재용 이동 탑재판(50)은 웨이퍼(w)의 하면과 대면하는 상면을 갖는 판 형상체로 이루어지고, 밀어올림용 이동 탑재판(51)은 그 상면에 웨이퍼(w)의 하면과 대접하는 3개의 지지 핀(52)을 갖는 판 형상체로 이루어진다.
웨이퍼를 보유 지지구에 이동 탑재하는 경우, 우선 웨이퍼(w)를 지지한 이동 탑재용 이동 탑재판(50)을 보유 지지구(9) 내의 소정 지지판(15)의 상방에 삽입하는 동시에, 밀어올림용 이동 탑재판(51)을 상기 지지판(15)의 하방에 삽입한다(도10a). 다음에, 밀어올림용 이동 탑재판(51)을 상승시켜 이동 탑재용 이동 탑재판(50)으로부터 웨이퍼(w)를 들어올리고, 이 상태에서 이동 탑재용 이동 탑재판(50)을 보유 지지구(9)로부터 퇴거시킨다(도10b). 다음에, 밀어올림용 이동 탑 재판(51)을 하강시켜 웨이퍼(w)를 지지판(15) 상에 지지시킨 후, 밀어올림용 이동 탑재판(51)을 보유 지지구(9)로부터 퇴거시킴으로써 1매의 웨이퍼의 이동 탑재 작업이 완료되도록 되어 있다(도10c).
또한, 이동 탑재 기구로서는, 웨이퍼 주연부에 있어서의 하측면에 걸림 고정하여 웨이퍼를 현수 상태(상부 파지)에서 지지하는 복수의 걸림 고정 부재를 구비하고, 각 걸림 고정 부재가, 웨이퍼를 현수 상태에서 지지하는 웨이퍼 지지 위치와, 웨이퍼의 외형 주연의 외측까지 이동하여 웨이퍼의 지지 상태를 해제하는 웨이퍼 해제 위치와의 사이에서 왕복 이동할 수 있도록 구성되는 동시에, 각 걸림 고정 부재가, 웨이퍼 지지 위치와 웨이퍼 해제 위치의 범위에서 액츄에이터에 의해 왕복 구동되도록 구성되어 있는 것(이하, 이동 탑재 기구 B라 함)이 알려져 있다(일본 특허 공개 제2003-338531호 공보)
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평5-13547호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2003-338531호 공보
그러나, 종래의 종형 열처리 장치에 있어서는, 상술한 모든 이동 탑재 기구 A, B도, 웨이퍼를 1매씩밖에 이동할 수 없기 때문에, 이동 시간이 많이 걸린다고 하는 문제가 있다. 또한, 이동 탑재 기구의 구조상, 보유 지지구의 지지판 사이의 피치(이동 탑재 피치라고도 함)를 크게(16 ㎜ 정도) 할 필요가 있고, 보유 지지구에 탑재할 수 있는 웨이퍼의 매수(처리 매수)가 최대 50매 정도로 피치 처리 매수에 한계가 있어 처리 매수를 증대시키는 것이 곤란했다. 특히, 이동 탑재 기구 A의 경우, 웨이퍼의 반송이 1매이고, 또한, 전달 동작 시간이 길기(1동작은 아님) 때문에, 이동 탑재 작업에 많은 시간이 걸려 스루풋의 향상을 도모할 수 없었다.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 링 형상의 지지판을 갖는 보유 지지구에 대해 피처리 기판을 복수매씩 이동 탑재할 수 있어, 이동 탑재 시간의 단축, 처리 매수의 증대 및 스루풋의 향상을 도모할 수 있는 종형 열처리 장치 및 피처리 기판 이동 탑재 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 제1 발명은, 하부에 노구를 갖는 열처리로와, 상기 노구를 밀폐하는 덮개체와, 상기 덮개체 상에 설치되고 다수매의 피처리 기판을 링 형상의 지지판을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 상기 덮개체를 승강시켜 상기 보유 지지구를 상기 열처리로에 반입 및 반출하는 승강 기구와, 상기 열처리로 외측에 위치하고 복수매의 피처리 기판을 소 정 간격으로 수납하는 수납 용기와, 소정 간격으로 배치되고 피처리 기판을 적재하기 위한 복수매의 이동 탑재판을 갖는 동시에, 상기 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고, 상기 보유 지지구의 상기 지지판은, 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 상기 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 외측 지지판과, 상기 외측 지지판의 내주연부에 적재되고 상기 절결부를 폐색하는 폐색부를 갖는 내측 지지판으로 분할되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 외측 지지판의 내경 및 상기 내측 지지판의 외경이 상기 피처리 기판의 직경보다도 작게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 이동 탑재 기구는, 상기 이동 탑재판 상에 상기 내측 지지판을 개재하여 상기 피처리 기판을 지지한 상태에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 이동 탑재판 상면에 공기를 흡인하기 위한 흡인 구멍이 형성되고, 상기 내측 지지판에, 상기 이동 탑재판의 흡인 구멍에 의해 공기를 흡인함으로써, 상기 내측 지지판 상에 상기 피처리 기판을 흡착하는 흡착부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또한 상기 내측 지지판은, 상기 외측 지지판의 상기 내주연부에 적재되는 고리 형상부와, 상기 고리 형상부에 일체 형성되고 상기 외측 지지판의 상기 절결부에 끼워 넣어지는 폐색부를 갖고 있어도 좋다. 또한 상기 외측 지지판의 상기 내주연부에, 상기 내측 지지판의 외주연부가 수용되는 제1 단차부가 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 상기 내측 지지판의 상기 외주연부에, 상기 외측 지지판의 상기 제1 단차부와 결합하는 제2 단차부가 형성되어 있어도 좋다.
제2 발명은, 하부에 노구를 갖는 열처리로와, 상기 노구를 밀폐하는 덮개체와, 상기 덮개체 상에 설치되고 다수매의 피처리 기판을 링 형상의 지지판을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 상기 덮개체를 승강시켜 상기 보유 지지구를 상기 열처리로에 반입 및 반출하는 승강 기구와, 상기 열처리로 외측에 위치하고 복수매의 피처리 기판을 소정 간격으로 수납하는 수납 용기와, 소정 간격으로 배치되고 피처리 기판을 적재하기 위한 복수매의 이동 탑재판을 갖는 동시에, 상기 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고, 상기 보유 지지구의 상기 지지판은, 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 상기 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 지지판 본체와, 상기 지지판 본체의 상기 절결부를 폐색하는 폐색판으로 분할되어 있는 것을 특징으로 한다.
제3 발명은, 하부에 노구를 갖는 열처리로와, 상기 노구를 밀폐하는 덮개체와, 상기 덮개체 상에 설치되고 다수매의 피처리 기판을 링 형상의 지지판을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 상기 덮개체를 승강시켜 상기 보유 지지구를 상기 열처리로에 반입 및 반출하는 승강 기구와, 상기 열처리로 외측에 위치하고 복수매의 피처리 기판을 소정 간격으로 수납하는 수납 용기와, 소정 간격으로 배치되고 피처리 기판을 적재하기 위한 복수매의 이동 탑재판을 갖는 동시에, 상기 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고, 상기 보유 지지구의 상기 지지판은, 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 상기 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 외측 지지판과, 상기 외측 지지판의 내주연부에 적재되고 상기 절결부를 폐색하는 폐색부를 갖는 내측 지지판으로 분할되어 있는 종형 열처리 장치 내에서 피처리 기판을 이동 탑재하는 피처리 기판 이동 탑재 방법에 있어서, 상기 이동 탑재 기구가 상기 이동 탑재판 상에 상기 내측 지지판을 개재하여 상기 피처리 기판을 지지한 상태에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 한다.
제4 발명은, 하부에 노구를 갖는 열처리로와, 상기 노구를 밀폐하는 덮개체와, 상기 덮개체 상에 설치되고 다수매의 피처리 기판을 링 형상의 지지판을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 상기 덮개체를 승강시켜 상기 보유 지지구를 상기 열처리로에 반입 및 반출하는 승강 기구와, 상기 열처리로 외측에 위치하고 복수매의 피처리 기판을 소정 간격으로 수납하는 수납 용기와, 소정 간격으로 배치되고 피처리 기판을 적재하기 위한 복수매의 이동 탑재판을 갖는 동시에, 상기 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고, 상기 보유 지지구의 상기 지지판은, 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 상기 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 지지판 본체와, 상기 지지판 본체의 상기 절결부를 폐색하는 폐색판으로 분할되어 있는 종형 열처리 장치 내에서 피처리 기판을 이동 탑재하는 피처리 기판 이동 탑재 방법에 있어서, 상기 이동 탑재 기구가 상기 이동 탑재판 상에 상기 폐색판과 함께 상기 피처리 기판을 지지한 상태에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명 중 제1 발명에 따르면, 보유 지지구의 지지판은, 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 외측 지지판과, 외측 지지판의 내주연부에 적재되고 절결부를 폐색하는 폐색부를 갖는 내측 지지판으로 분할되어 있기 때문에, 링 형상의 지지판을 갖는 보유 지지구에 대해 복수매의 이동 탑재판을 갖는 이동 탑재 기구에 의해 피처리 기판을 복수매씩 이동할 수 있어 이동 탑재 시간의 단축, 처리 매수의 증대 및 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
제2 발명에 따르면, 보유 지지구의 지지판은, 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 지지판 본체와, 지지판 본체의 절결부를 폐색하는 폐색판으로 분할되어 있기 때문에, 링 형상의 지지판을 갖는 보유 지지구에 대해 복수매의 이동 탑재판을 갖는 이동 탑재 기구에 의해 피처리 기판을 복수매씩 이동할 수 있어 이동 탑재 시간의 단축, 처리 매수의 증대 및 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
제3 발명에 따르면, 보유 지지구의 지지판은, 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 외측 지지판과, 외측 지지판의 내주연부에 적재되고 절결부를 폐색하는 폐색부를 갖는 내측 지지판으로 분할되고, 이동 탑재 기구가 이동 탑재판 상에 내측 지지판을 개재하여 피처리 기판을 지지한 상태에서 피처리 기판의 이동 탑재를 행하기 때문에, 링 형상의 지지판을 갖는 보유 지지구에 대해 피처리 기판을 복수매씩 이동 탑재할 수 있어, 이동 탑재 시간의 단축, 처리 매수의 증대 및 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
제4 발명에 따르면, 보유 지지구의 지지판은, 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 지지판 본체와, 지지판 본체의 절결부를 폐색하는 폐색판으로 분할되고, 이동 탑재 기구가 이동 탑재판 상에 폐색판과 함께 피처리 기판을 지지한 상태에서 피처리 기판의 이동 탑재를 행하기 때문에, 링 형상의 지지판을 갖는 보유 지지구에 대해 피처리 기판을 복수매씩 이동할 수 있어 이동 탑재 시간의 단축, 처리 매수의 증대 및 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 대해, 첨부 도면을 기초로 상세하게 서술한다. 도1은 본 발명의 일 실시 형태인 종형 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도, 도2는 기판 보유 지지구의 개략적 횡단면도, 도3은 도2의 A-A선 확대 단면도, 도4는 지지판의 분해 사시도이다.
도1에 도시하는 바와 같이, 이 종형 열처리 장치(1)는 외곽을 형성하는 하우징(2)을 갖고, 이 하우징(2) 내에 상방에 피처리 기판 예를 들어 박판 원판 형상의 반도체 웨이퍼(w)를 수용하여 소정의 처리 예를 들어 CVD 처리 등을 실시하기 위한 종형 열처리로(3)가 설치되어 있다. 이 열처리로(3)는, 하부에 개구된 노구(4)를 갖는 세로로 긴 처리 용기 예를 들어 석영제의 반응관(5)과, 반응관(5)의 주위를 덮도록 설치되고 반응관(5) 내를 소정의 온도 예를 들어 300 내지 1200 ℃로 가열 제어 가능한 히터(가열 기구)(7)를 갖고 있다. 또한 열처리로(3) 하방에, 반응관(5)의 노구(4)를 개폐하는 승강 가능한 덮개체(6)가 설치되어 있다.
상기 하우징(2) 내에는, 열처리로(3)를 구성하는 반응관(5) 및 히터(7)를 설치하기 위한 예를 들어 SUS제의 베이스 플레이트(8)가 수평으로 설치되어 있다. 베이스 플레이트(8)에는 반응관(5)을 하방으로부터 상방으로 삽입하기 위한 도시하지 않은 개구부가 형성되어 있다.
반응관(5)의 하단부에는 외향의 플랜지부가 형성되어 있다. 반응관(5)은, 이 플랜지부를 플랜지 보유 지지 부재를 통해 베이스 플레이트(8)에 보유 지지함으로써, 베이스 플레이트(8)의 개구부를 하방으로부터 상방으로 삽입 관통시킨 상태에서 적재되어 있다. 반응관(5)은 세정 등을 위해 베이스 플레이트(8)로부터 하방으로 떼어내도록 되어 있다. 반응관(5)에는, 반응관(5) 내에 처리 가스 및 퍼지용의 불활성 가스를 도입하는 복수의 가스 도입관, 반응관(5) 내를 감압 제어 가능한 진공 펌프 및 압력 제어 밸브 등을 갖는 배기관이 접속되어 있다(도시 생략).
상기 하우징(2) 내에 있어서의 베이스 플레이트(8)보다 하방에는, 덮개체(6) 상에 설치된 보유 지지구(보트)(9)를 열처리로(3)[즉 반응관(5)] 내에 반입(로드)하거나, 보유 지지구(보트)를 열처리로(3)로부터 반출(언로드)하거나, 혹은 보유 지지구(9)에 대한 웨이퍼(w)의 이동 탑재를 행하기 위한 작업 영역(로딩 영역)(10)이 마련되어 있다. 이 작업 영역(10)에는, 보트(9)의 반입 및 반출을 행할 때에 덮개체(6)를 승강시키기 위한 승강 기구(11)가 설치되어 있다. 덮개체(6)는 노구(4)의 개구 단부에 접촉하여 노구(4)를 밀폐하도록 구성되어 있다. 덮개체(6)의 하부에는 보유 지지구를 회전하기 위한 도시하지 않은 회전 기구가 설치되어 있다.
도시예의 보유 지지구(9)는, 예를 들어 석영제이며, 대구경 예를 들어 직경 300 ㎜의 다수 예를 들어 100 내지 130매 정도의 웨이퍼(w)를 후술하는 링 형상의 지지판(15)을 개재하여 수평 상태에서 상하 방향으로 소정 간격(p) 예를 들어 6 ㎜ 정도의 피치로 다단으로 지지하는 본체부(9a)와, 이 본체부(9a)를 지지하는 다리부(9b)를 구비하고 있다. 이 중 다리부(9b)는 상기 회전 기구의 회전축에 접속되어 있다. 본체부(9a)와 덮개체(6) 사이에는 노구(4)로부터의 방열에 의한 온도 저하를 방지하기 위한 도시하지 않은 하부 가열 기구가 설치되어 있다. 또한, 보유 지지구(9)로서는, 본체부(9a)만을 갖고, 다리부(9b)를 갖지 않고, 덮개체(6) 상에 보온통을 통해 적재되는 것이라도 좋다. 상기 보유 지지구(9)는 복수개 예를 들어 3개의 지지 기둥(12)과, 이들 지지 기둥(12)의 상단부 및 하단부에 설치된 천장판(13) 및 바닥판(14)과, 지지 기둥(12)에 소정 간격으로 형성된 홈부(19)에 결합시켜 다단으로 배치된 링 형상의 지지판(15)을 구비하고 있다. 이들 지지판(15)의 구체적 구조에 대해서는 후술한다.
하우징(2)의 전방부[즉 열처리로(3)의 반대측]에는, 복수 예를 들어 25매 정도의 웨이퍼(w)를 소정 간격으로 수납한 수납 용기(카세트 또는 후프라고도 함)(16)를 적재하여, 수납 용기(16)를 하우징(2) 내로 반입 및 반출을 행하기 위한 적재대(로드 포트)(17)가 설치되어 있다. 수납 용기(16)는 열처리로(3) 외측에 위치하는 동시에, 전방면에 도시하지 않은 덮개를 착탈 가능하게 구비한 밀폐형 수납 용기로 되어 있다. 작업 영역(10) 내의 적재대(17)측에는 수납 용기(16)의 덮개를 떼어내어 수납 용기 내를 작업 영역(10) 내에 연통 개방하는 도어 기구(18)가 설치되어 있다. 또한 작업 영역(10)에는, 수납 용기(16)와 보유 지지구(9) 사이에서 웨이퍼(w)의 이동 탑재를 행하는 소정 간격으로 배치된 복수매의 이동 탑재판(포크)(20)을 갖는 이동 탑재 기구(21)가 설치되어 있다.
작업 영역(10) 밖의 전방부 상측에는, 수납 용기(16)를 저장해 두기 위한 보관 선반부(22)와, 적재대(17)로부터 보관 선반부(22)로 또는 그 반대로 수납 용기(16)를 반송하기 위한 도시하지 않은 반송 기구가 설치되어 있다. 또한, 작업 영역(10)의 상방에는 덮개체(6)를 개방할 때에 노구(4)로부터 고온의 노 내의 열이 하방의 작업 영역(10)에 방출되는 것을 억제 내지 방지하기 위해 노구(4)를 덮는(또는 폐색하는) 셔터 기구(23)가 설치되어 있다.
상기 이동 탑재 기구(21)는, 복수매 예를 들어 5매의 웨이퍼(w)를 상하 방향으로 소정 간격으로 지지하는 복수매 예를 들어 5매의 이동 탑재판(20)을 갖고 있다. 이 경우, 중앙(3매째)의 이동 탑재판은 단독으로 전방으로 진퇴 이동 가능하게 된다. 중앙 이외의 이동 탑재판(1매째, 2매째, 4매째 및 5매째)은 도시하지 않은 피치 변환 기구에 의해 중앙의 이동 탑재판을 기준으로 하여 상하 방향으로 무단계로 피치 변환 가능하게 되어 있다. 이것은, 수납 용기(16) 내의 웨이퍼의 수납 피치와, 보유 지지구(9) 내의 웨이퍼의 탑재 피치가 다른 경우가 있으므로, 그 경우에도 수납 용기(16)와 보유 지지구(9) 사이에서 웨이퍼(w)를 복수매씩 이동 탑재 가능하게 하기 위함이다.
이동 탑재 기구(21)는, 승강 가능한 승강 아암(24)과, 이 승강 아암(24)에 수평 선회 가능하게 설치된 상자형의 기대(基臺)(25)를 갖고 있다. 이 중 기대(25) 상에는 중앙의 1매의 이동 탑재판(20)을 전방으로 이동 탑재 가능하게 하는 제1 이동체(26)와, 중앙의 이동 탑재판(20)을 사이에 끼워 상하에 2매씩 배치된 총 4매의 이동 탑재판(20)을 전방으로 이동 가능하게 하는 제2 이동체(27)가 기대(25)의 길이 방향을 따라 진퇴 이동 가능하게 설치되어 있다. 이에 의해, 제1 이동체(26)의 단독 이동에 의해 1매의 웨이퍼를 이동 탑재하는 매엽 이동 탑재와, 제1 및 제2 이동체(26, 27)의 공동 이동에 의해 복수매 예를 들에 5매의 웨이퍼를 동시에 이동 탑재하는 일괄 이동 탑재를 선택적으로 행할 수 있도록 되어 있다. 제1 및 제2 이동체(26, 27)를 이동 탑재 조작하기 위해, 기대(25)의 내부에 도시하지 않은 이동 탑재 기구가 설치되어 있다. 이 이동 탑재 기구 및 상기 피치 변환 기구는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2001-44260호 공보에 기재된 것이 이용되고 있다.
이동 탑재판(20)은 예를 들어 알루미나 세라믹스에 의해 세로로 긴 박판 형상으로 형성되어 있다. 이동 탑재판(20)의 두께는 2 ㎜ 정도이다. 이동 탑재판(20)은 선단부가 두 갈래로 분기된 평면 대략 U자 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다(도2 참조). 또한, 이동 탑재판(20)의 한쪽의 선단부에 적외광선의 출입광이 가능한 맵핑 센서의 센서 헤드가 설치되고, 다른 쪽의 선단부에는 맵핑 센서의 센서 헤드로부터 출광된 적외광선을 반사시켜 맵핑 센서의 센서 헤드에 입광시키는 반사경이 설치되어, 이동 탑재 기구(21)의 티칭 이동시에 피검출물에 의해 적외광선이 차단됨으로써 그 피검출물의 위치를 검출할 수 있도록 되어 있어도 좋 다.
한편, 상기 보유 지지구(9)의 지지판(15)은, 도2 내지 도4에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(w)의 이동 탑재를 행할 때에 상기 이동 탑재판(20)이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부(28)를 갖는 외측 지지판(외측 링)(29)과, 상기 외측 지지판(29)의 내주연부에 적재되고 상기 절결부(28)를 폐색하는 폐색부(30)를 갖는 내측 지지판(내측 링)(31)으로 분할되어 있다. 바꾸어 말하면, 상기 지지판(15)은 외측 지지판(29)과 내측 지지판(31)에 의해 구성되어 있다. 각 외측 지지판(29)은 평면 대략 C자 형상으로 형성되어 있고, 각각 수평 상태에서 보유 지지구(9)의 지지 기둥(9a)에 상하 방향으로 서로 소정 간격(p)을 두고 장착되어 있다. 또한 절결부(28)의 폭 d는 이동 탑재판의 폭 e보다도 크게 형성되어 있다.
상기 내측 지지판(31)은, 외측 지지판(29)의 내주연부에 적재되는 고리 형상부(32)와, 상기 고리 형상부(32)에 일체 형성되고 상기 외측 지지판(29)의 절결부(28)에 끼워 넣어지는 폐색부(30)를 갖고 있다(도4 참조). 또한 외측 지지판(29)의 내주연부 상면측에는, 내측 지지판(31)의 고리 형상부(32)의 외주연부가 수용되는 위치 결정용 오목부(단차부)(33)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 내측 지지판(31)의 외주연부 하면측에도 오목부(단차부)(34)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 내측 지지판(31)의 오목부(단차부)(34)에 외측 지지판(29)의 오목부(단차부)(33)를 결합시킴으로써, 내측 지지판(31)과 외측 지지판(29)이 서로 겹치는 중첩부의 두께를 얇게 할 수 있다.
동일한 이유에 의해, 도5에 도시하는 바와 같이 상기 절결부(28)의 모서리부 상면에는 폐색부(30)의 모서리부가 수용되는 위치 결정용 오목부(단차부)(35)가 형성되고, 폐색부(30)의 모서리부 하면에도 오목부(단차부)(36)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이들 오목부(단차부)(33, 34, 35, 36)는 테이퍼 형상으로 경사져 형성되어 있어도 좋다(도4 참조). 외측 지지판(29)의 두께는 2 내지 2.5 ㎜ 정도이고, 내측 지지판(31)의 두께도 2 내지 2.5 ㎜ 정도이다. 외측 지지판(29)과 내측 지지판(30)은, 도3에 도시하는 바와 같이 겹쳐지기 때문에, 지지판(15) 전체적으로 두께는 2 내지 2.5 ㎜ 정도로 얇다.
보유 지지구(9)의 보유 지지판(15)에 웨이퍼(w)를 이동 탑재하는 경우에는, 웨이퍼(w)의 주연부가 외측 지지판(29)의 상면에 적재되고, 또한 수납 용기(16)에 웨이퍼(w)를 이동 탑재하는 경우에는, 웨이퍼(w)의 주연부가 수납 용기(16) 내의 양측에 상하 방향으로 소정 간격으로 형성된 수납 홈(도시 생략)에 수납되도록 하기 때문에, 상기 외측 지지판(29)의 내경 및 상기 내측 지지판(31)의 외경이 각각 웨이퍼(w)의 직경보다도 작게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
다음에, 보유 지지구(9)로부터 수납 용기(16)에 웨이퍼(w)를 이동 탑재하는 경우의 작용에 대해 서술한다. 이 경우, 우선 이동 탑재 기구(21)는, 도3에 도시하는 바와 같이 이동 탑재판(20)을 보유 지지구(9)의 정면측[외측 지지판(29)의 절결부(28)측] 전방으로부터 전진(화살표 f 방향)시켜, 상하의 지지판(15) 사이의 간극(37)으로 삽입한다. 다음에 이동 탑재 기구(21)는 이동 탑재판(20)을 상승(화살표 g 방향)시킴으로써, 가상선으로 나타내는 바와 같이 이동 탑재판(20) 상에 내측 지지판(31)을 개재하여 웨이퍼(w)를 지지한다. 그 후, 이동 탑재 기구(21)는, 이 지지 상태에서 웨이퍼(w)를 수납 용기(16) 내에 이동 탑재한다. 그 후 이동 탑재 기구(21)는, 이동 탑재판(20) 상의 내측 지지판(31)을 외측 지지판(29) 상으로 복귀시킨다.
다음에, 수납 용기(16)로부터 보유 지지구(9)에 웨이퍼(w)를 이동 탑재하는 경우에 대해 서술한다. 이 경우, 우선 이동 탑재 기구(21)의 이동 탑재판(20)이 보유 지지구(9)의 내측 지지판(31)을 취하러 간다. 계속해서 이동 탑재 기구(21)는, 이동 탑재 기구(20) 상에 내측 지지판(31)을 적재한 상태에서, 수납 용기(16) 방향으로 이동한다. 다음에 이동 탑재 기구(21)는, 수납 용기(16) 내의 웨이퍼(w)를 그 내측 지지판(31) 상에 적재하고, 웨이퍼(w)를 수납 용기(16)로부터 취출한다. 그 후 이동 탑재 기구(21)는, 웨이퍼(w)를 내측 지지판(31)째 보유 지지구(9)의 외측 지지판(29) 상에 이동 탑재한다.
이상의 구성으로 이루어지는 종형 열처리 장치(1)에 있어서의 이동 탑재 기구(21)의 이동 내지 이동 탑재 방법을 더욱 상세하게 설명한다. 수납 용기(16)로부터 보유 지지구(9)에 웨이퍼(w)를 이동 탑재하는 경우, 이동 탑재 기구(21)는, 우선 이동 탑재판(20)을 보유 지지구(9) 내의 상하의 지지판(15) 사이에 삽입하여 이동 탑재판(20)을 상승시킴으로써, 외측 지지판(29) 상에 적재된 내측 지지판(31)을 이동 탑재판(20) 상으로 이동한다. 이동 탑재 기구(21)는, 이 상태에서 이동 탑재판(20)을 수납 용기(16) 내에 삽입하고, 내측 지지판(31)을 개재하여 이동 탑재판(20) 상에 웨이퍼(w)를 지지하고, 웨이퍼(w)를 수납 용기(16)로부터 취출한다. 이동 탑재 기구(21)는, 이 상태에서 이동 탑재판(20)을 보유 지지구(9) 내의 상하 의 지지판(15) 사이에 삽입하여 하강시킴으로써, 웨이퍼(w)를 내측 지지판(31)째 외측 지지판(29) 상으로 이동한다. 이와 같이 하여 보유 지지구(9)로의 웨이퍼(w)의 이동 탑재가 완료된 후, 보유 지지구(9)를 열처리로(3) 내에 반입하여 웨이퍼(w)에 소정의 열처리를 실시한다. 이 열처리가 실시된 후, 열처리로(3) 내로부터 보유 지지구(9)를 작업 영역(10)에 반출하여, 상기 보유 지지구(9)로부터 수납 용기(16) 내에 웨이퍼(w)를 이동 탑재하는 경우, 상술한 순서와는 반대의 순서로, 이동 탑재 기구(21)는 이동 탑재판(20)을 이동 조작한다.
이와 같이, 상기 종형 열처리 장치(1)에 따르면, 보유 지지구(9)의 지지판(15)은, 피처리 기판(w)의 이동 탑재를 행할 때에 이동 탑재 기구(21)의 이동 탑재판(20)이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부(28)를 갖는 외측 지지판(29)과, 외측 지지판(29)의 내주연부에 적재되고 절결부(28)를 폐색하는 폐색부(30)를 갖는 내측 지지판(31)으로 분할되어 있기 때문에, 1매 또는 복수매 예를 들어 5매의 이동 탑재판(20)에 의한 1동작에서의 이동 탑재 작업이 가능해져, 링 형상의 지지판(15)을 갖는 보유 지지구(9)에 대해 웨이퍼(w)를 복수매 예를 들어 5매씩 이동 탑재할 수 있다. 따라서, 이동 탑재 시간의 대폭적인 단축이 도모되어, 스루풋의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 상기 이동 탑재 기구(21)에 의한 이동 탑재가 가능하기 때문에, 보유 지지구(9)의 링 형상의 지지판(15) 사이의 피치(p)를 종래 16 ㎜ 정도로부터 6 ㎜ 정도로 작게 할 수 있고, 이에 의해 처리 매수를 종래의 50매 정도로부터 그것의 2 내지 2.6배 정도인 100 내지 130매 정도로 증대시킬 수 있다.
다음에, 본 실시 형태의 변형예에 대해 도6 및 도7을 이용하여 설명한다. 도6은 이동 탑재판의 변형예를 나타내는 개략적 평면도, 도7은 도6의 C-C선 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서, 도1 내지 도5에 나타내는 실시 형태와 동일한 부분은 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
도6 및 도7에 있어서, 내측 지지판(31)에는, 상기 이동 탑재판(20)측으로부터 공기를 흡인함으로써 내측 지지판(31) 상에 웨이퍼(w)를 흡착하는 복수의 흡착부(진공 흡착 포켓)(38)가 설치되어 있다. 이 흡착부(38)는 내측 지지판(31)을 상하로 관통하도록 형성되어 있다. 또한 이동 탑재판(20) 상면에는, 내측 지지판(31)의 흡착부(38)와 연통 접속되어 공기를 흡인하는 복수의 흡인 구멍(39)이 형성되어 있다. 이동 탑재판(20)의 각 흡인 구멍(39)은, 각각 내측 지지판(31)의 각 흡착부(38)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 이동 탑재판(20)의 내부에는 기단부(20a)측으로부터 흡인 구멍(39)에 연통하는 흡인 통로(40)가 형성되어 있다. 또한, 상기 흡인 통로(40)는 흡인원인 진공 펌프에 흡인관을 통해 접속되어 있다(도시 생략). 도6 및 도7에 나타내는 실시 형태에 따르면, 이동 탑재판(20) 상에 내측 지지판(31)을 개재하여 웨이퍼(w)를 진공 흡착할 수 있기 때문에, 이동 탑재 도중에 웨이퍼(w)가 탈락되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
다음에, 본 실시 형태의 다른 변형예에 대해 설명한다. 도8은 지지판의 변형예를 나타내는 사시도, 도9는 도8의 지지판에 웨이퍼를 적재한 상태를 도시하는 정면도이다. 본 실시 형태에 있어서, 도1 내지 도5에 나타내는 실시 형태와 동일한 부분은 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
도8 및 도9에 있어서, 지지판(15)은, 웨이퍼(w)의 이동 탑재를 행할 때에 상 기 이동 탑재판(20)이 상하 방향으로 관통 가능한 절결부(28)를 갖는 지지판 본체(15a)와, 상기 지지판 본체(15a)의 상기 절결부(28)를 폐색하는 폐색판(15b)으로 분할되어 있다. 이 경우, 도9에 도시하는 바와 같이 상기 절결부(28)의 모서리부 상면에는 폐색판(15b)을 수용하는 위치 결정용의 오목부(단차부)(35)가 형성되고, 폐색판(15b)의 양단부 모서리부 하면에도 오목부(단차부)(36)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이들 오목부(단차부)(35, 36)는 테이퍼 형상으로 형성되어 있어도 좋다.
웨이퍼(w)의 이동 탑재를 행하는 경우에는, 이동 탑재판(20) 상에 폐색판(15b)과 함께 웨이퍼(w)를 지지하고, 이 지지 상태에서 웨이퍼(w)의 이동 탑재를 행하면 좋다. 이 경우, 이동 탑재판(20)의 기부(基部)측에 폐색판(15b)을 통해 웨이퍼(w)의 한쪽이 지지되고, 이동 탑재판(20)의 선단부측에 웨이퍼(w)의 다른 쪽이 지지된다. 또한 이동 탑재판(20)에는, 이동 탑재판(20)의 선단부측에 있어서는 직접 웨이퍼(w)를 흡착하고, 이동 탑재판(20)의 기단부측에 있어서는 폐색판(15b)을 통해 웨이퍼(w)를 흡착하는 진공 흡착부가 설치되어 있어도 좋다. 도8 및 도9에 나타내는 실시 형태에 따르면, 상술한 도1 내지 도5에 나타내는 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태 내지 실시예를 도면에 의해 상세하게 서술해 왔으나, 본 발명은 상기 실시 형태 내지 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서의 다양한 설계 변경 등이 가능하다.
도1은 본 발명의 일 실시 형태인 종형 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도.
도2는 기판 보유 지지구의 개략적 횡단면도.
도3은 도2의 A-A선 확대 단면도.
도4는 지지판의 분해 경사도.
도5는 도2의 B-B선 화살표도.
도6은 이동 탑재판의 변형예를 나타내는 개략적 평면도.
도7은 도6의 C-C선 단면도.
도8은 지지판의 변형예를 나타내는 사시도.
도9는 도8의 지지판에 웨이퍼를 적재한 상태를 도시하는 정면도.
도10a 내지 도10c는 종래의 종형 열처리 장치에 있어서의 이동 탑재 기구의 일례를 설명하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 종형 열처리 장치
3 : 열처리로
4 : 노구
6 : 덮개체
9 : 보유 지지구
11 : 승강 기구
15 : 지지판
16 : 수납 용기
20 : 이동 탑재판
21 : 이동 탑재 기구

Claims (10)

  1. 하부에 노구를 갖는 열처리로와,
    상기 노구를 밀폐하는 덮개체와,
    상기 덮개체 상에 설치되고 다수매의 피처리 기판을 링 형상의 지지판을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와,
    상기 덮개체를 승강시켜 상기 보유 지지구를 상기 열처리로에 반입 및 반출하는 승강 기구와,
    상기 열처리로 외측에 위치하고, 복수매의 피처리 기판을 소정 간격으로 수납하는 수납 용기와,
    소정 간격으로 배치되고, 피처리 기판을 적재하기 위한 복수매의 이동 탑재판을 갖는 동시에, 상기 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고,
    상기 보유 지지구의 상기 지지판은, 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 상기 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 외측 지지판과, 상기 외측 지지판의 내주연부에 적재되고 상기 절결부를 폐색하는 폐색부를 갖는 내측 지지판으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외측 지지판의 내경 및 상기 내측 지지판의 외경이 상기 피처리 기판의 직경보다도 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이동 탑재 기구는, 상기 이동 탑재판 상에 상기 내측 지지판을 개재하여 상기 피처리 기판을 지지한 상태에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이동 탑재판 상면에 공기를 흡인하기 위한 흡인 구멍이 형성되고, 상기 내측 지지판에, 상기 이동 탑재판의 흡인 구멍에 의해 공기를 흡인함으로써, 상기 내측 지지판 상에 상기 피처리 기판을 흡착하는 흡착부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 내측 지지판은, 상기 외측 지지판의 상기 내주연부에 적재되는 고리 형상부와, 상기 고리 형상부에 일체 형성되고 상기 외측 지지판의 상기 절결부에 끼워 넣어지는 폐색부를 갖는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 외측 지지판의 상기 내주연부에, 상기 내측 지지판의 외주연부가 수용되는 제1 단차부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 내측 지지판의 상기 외주연부에, 상기 외측 지지판의 상기 제1 단차부와 결합하는 제2 단차부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  8. 하부에 노구를 갖는 열처리로와,
    상기 노구를 밀폐하는 덮개체와,
    상기 덮개체 상에 설치되고 다수매의 피처리 기판을 링 형상의 지지판을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와,
    상기 덮개체를 승강시켜 상기 보유 지지구를 상기 열처리로에 반입 및 반출하는 승강 기구와,
    상기 열처리로 외측에 위치하고, 다수매의 피처리 기판을 소정 간격으로 수납하는 수납 용기와,
    소정 간격으로 배치되고, 피처리 기판을 적재하기 위한 복수매의 이동 탑재판을 갖는 동시에, 상기 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고,
    상기 보유 지지구의 상기 지지판은, 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 상기 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 지지판 본체와, 상기 지지판 본체의 상기 절결부를 폐색하는 폐색판으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  9. 하부에 노구를 갖는 열처리로와, 상기 노구를 밀폐하는 덮개체와, 상기 덮개체 상에 설치되고 다수매의 피처리 기판을 링 형상의 지지판을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 상기 덮개체를 승강시켜 상기 보유 지지구를 상기 열처리로에 반입 및 반출하는 승강 기구와, 상기 열처리로 외측에 위치하고 복수매의 피처리 기판을 소정 간격으로 수납하는 수납 용기와, 소정 간격으로 배치되고 피처리 기판을 적재하기 위한 복수매의 이동 탑재판을 갖는 동시에, 상기 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고, 상기 보유 지지구의 상기 지지판은, 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 상기 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 외측 지지판과, 상기 외측 지지판의 내주연부에 적재되고 상기 절결부를 폐색하는 폐색부를 갖는 내측 지지판으로 분할되어 있는 종형 열처리 장치 내에서 피처리 기판을 이동 탑재하는 피처리 기판 이동 탑재 방법에 있어서,
    상기 이동 탑재 기구가 상기 이동 탑재판 상에 상기 내측 지지판을 개재하여 상기 피처리 기판을 지지한 상태에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 피처리 기판 이동 탑재 방법.
  10. 하부에 노구를 갖는 열처리로와, 상기 노구를 밀폐하는 덮개체와, 상기 덮개체 상에 설치되고 다수매의 피처리 기판을 링 형상의 지지판을 개재하여 상하 방향으로 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 상기 덮개체를 승강시켜 상기 보유 지지구를 상기 열처리로에 반입 및 반출하는 승강 기구와, 상기 열처리로 외 측에 위치하고, 복수매의 피처리 기판을 소정 간격으로 수납하는 수납 용기와, 소정 간격으로 배치되고 피처리 기판을 적재하기 위한 복수매의 이동 탑재판을 갖는 동시에, 상기 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고, 상기 보유 지지구의 상기 지지판은, 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행할 때에 상기 이동 탑재판이 상하 방향으로 통과 가능한 절결부를 갖는 지지판 본체와, 상기 지지판 본체의 상기 절결부를 폐색하는 폐색판으로 분할되어 있는 종형 열처리 장치 내에서 피처리 기판을 이동 탑재하는 피처리 기판 이동 탑재 방법에 있어서,
    상기 이동 탑재 기구가 상기 이동 탑재판 상에 상기 폐색판과 함께 상기 피처리 기판을 지지한 상태에서 상기 피처리 기판의 이동 탑재를 행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 피처리 기판 이동 탑재 방법.
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