KR20100029044A

KR20100029044A - 종형 열처리 장치

Info

Publication number: KR20100029044A
Application number: KR1020090083224A
Authority: KR
Inventors: 사또시 아사리; 기이찌 다까하시; 도시히로 아베
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2010-03-15
Also published as: US8672602B2; JP5456287B2; US20100061828A1; CN101667530A; TW201030883A; JP2010062445A; TWI445120B; KR101272436B1; CN101667530B

Abstract

본 발명은, 이동 탑재판을 갖는 동시에, 당해 이동 탑재판의 상면에 피처리 기판이 탑재되었을 때, 당해 피처리 기판을 수평하게 유지한 채 상기 이동 탑재판을 이동시키는 이동 탑재 기구를 구비한 처리 장치이다. 상기 이동 탑재판은, 전후 방향으로 기단부로부터 선단부를 향하여 수평하게 연장된 외팔보 지지 구조를 갖고 있다. 상기 이동 탑재판의 상면에는, 피처리 기판을 전후 방향의 그 대략 중앙부와 후방부에서 수평하게 지지하는 복수의 지지 돌기부가 설치되어 있다. 상기 이동 탑재판의 선단측에서는 상기 피처리 기판이 지지되지 않는다.

이동 탑재판, 피처리 기판, 기단부, 선단부, 지지 돌기부

Description

종형 열처리 장치 {VERTICAL HEAT TREATMENT APPARATUS}

본 발명은, 피처리 기판에 열처리를 실시하는 종형 열처리 장치에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조에 있어서는, 피처리 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고도 한다)에 산화, 확산, CVD(Chemlcal Vapor Deposition) 등의 처리를 실시하기 위해 각종 처리 장치(반도체 제조 장치)가 사용되고 있다. 그리고, 그 하나로서, 한번에 다수매의 피처리 기판의 열처리가 가능한 뱃치식의 종형 열처리 장치가 알려져 있다.

이 종형 열처리 장치는, 열처리노와, 복수매의 웨이퍼를 상하 방향으로 소정 간격으로 지지하여 상기 열처리노로 반입 반출되는 기판 지지구(보트라고도 한다)와, 승강 가능 및 선회 가능한 베이스 및 당해 베이스 상에 진퇴 이동 가능하게 설치된 웨이퍼를 지지하는 복수매의 이동 탑재판(포크라고도 한다)을 갖고, 복수매의 웨이퍼를 소정 간격으로 수납하는 수납 용기(후프라고도 한다)와 상기 보트 사이에서 웨이퍼의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2001-223254호 공보 참조).

상기 이동 탑재 기구에 의해 웨이퍼를 이동 탑재하는 방식으로서는, 얼라이닝(위치 결정) 기능을 갖지 않는 소프트 랜딩 방식(소프트하게 이동 탑재하는 방식)이나, 얼라이닝 기능을 갖는 에지 그립 방식(웨이퍼의 테두리부를 파지하여 정확하고 신속한 이동 탑재를 행하는 방식) 등이 있다.

또한, 보트로서는, 복수개의 지주에 형성된 다단의 홈 또는 돌기에 직접 웨이퍼를 지지하는 타입의 보트가 아니라, 웨이퍼보다도 대경의 환상 판(링 플레이트) 위에 복수의 기판 지지편을 개재하여 웨이퍼를 지지하는 타입의 보트도 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 평4-133417호 공보 참조). 이러한 보트에 의하면, 박막 형성 시에 지주의 영향을 받지 않고, 막 두께의 면내 균일성의 향상이 도모되고, 또한 이동 탑재 기구에 의한 이동 탑재 작업의 용이화·신속화도 도모된다.

도 10a는 종래의 포크의 개략적 측면도이다. 도 10b는 당해 포크의 선단부측이 휜 경우를 도시하는 개략적인 측면도이다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 포크(50)의 상부에는 웨이퍼(w)의 주연부에 대응하는 위치에, 웨이퍼(w)의 주연부를 규제하는 높이가 0.8㎜ 정도인 규제부(51)가 설치되어 있었다. 또한, 포크(50)에는 웨이퍼(w)의 주연부를 제외한 웨이퍼(w)가 겹치는 영역에 포크(50) 내지 웨이퍼(w)가 휘어도 양자가 원하지 않는 접촉 상태를 형성하지 않도록, 0.5 내지 1㎜ 정도의 단차 또는 오목부(52)가 형성되어 있었다. 이러한 형상 때문에, 포크(50)의 두께(t)는 3㎜ 정도로 두꺼웠다. 이러한 형상의 포크(50)에 대해 그 선단부에 웨이퍼의 하중이 가해지면, 비교적 큰 휨량이 포크(50)에 발생하고 있었다.

전술한 바와 같이, 종래의 종형 열처리 장치에 있어서는, 이동 탑재 기구의 포크의 두께가 두껍고, 그 휨량도 컸다. 이로 인해, 협피치의 보트에의 이동 탑재 작업이 곤란했다. 특히, 링 보트를 사용할 경우에는, 한정된 처리 매수의 웨이퍼밖에 이동 탑재할 수 없어, 즉 처리 매수에 원하지 않는 한계가 있었다(약 75매 정도가 한계였다).

본 발명은, 이상과 같은 사정 하에 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 이동 탑재판의 휨량 및 두께를 저감시킴으로써 협피치의 보트에의 이동 탑재가 가능하게 되어, 결과적으로 처리 매수를 증대시킬 수 있는 종형 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이동 탑재판을 갖는 동시에, 당해 이동 탑재판의 상면에 피처리 기판이 탑재되었을 때, 당해 피처리 기판을 수평하게 유지한 채 상기 이동 탑재판을 이동시키는 이동 탑재 기구를 구비한 처리 장치로서, 상기 이동 탑재판은, 전후 방향으로 기단부로부터 선단부를 향하여 수평하게 연장된 외팔보 지지 구조를 갖고 있으며, 상기 이동 탑재판의 상면에는 피처리 기판을 전후 방향의 그 대략 중앙부와 후방부에서 수평하게 지지하는 복수의 지지 돌기부가 설치되어 있고, 상기 이동 탑재판의 선단측에서는 상기 피처리 기판이 지지되지 않는 것을 특징으로 하는 처리 장치이다.

본 발명에 따르면, 이동 탑재판의 휨량 및 두께가 저감되기 때문에, 협피치의 보트에의 이동 탑재가 가능해져, 결과적으로 처리 매수를 증대시킬 수 있다.

혹은, 본 발명은 복수매의 피처리 기판을 상하 방향으로 소정의 간격으로 지지 가능한 기판 지지구와, 복수매의 피처리 기판을, 상기 기판 지지구와 복수의 피처리 기판을 수납 가능한 수납 용기 사이에서 이동 탑재하기 위한 이동 탑재판을 갖는 이동 탑재 기구와, 상기 기판 지지구째 내부로 반입되는 피처리 기판을 열처리하는 열처리노를 구비하고, 상기 이동 탑재판은, 전후 방향으로 기단부로부터 선단부를 향하여 수평하게 연장된 외팔보 지지 구조를 갖고 있으며, 상기 이동 탑재판의 상면에는 피처리 기판을 전후 방향의 그 대략 중앙부와 후방부에서 수평하게 지지하는 복수의 지지 돌기부가 설치되어 있고, 상기 이동 탑재판의 선단측에서는 상기 피처리 기판이 지지되지 않는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치이다.

바람직하게는, 상기 이동 탑재판은 상기 대략 중앙부의 지지 돌기부보다도 선단측의 영역에 있어서, 그 하면에 단차가 형성되어 있어, 당해 영역의 두께가 다른 부분의 두께보다도 얇게 형성되어 있다.

또한, 바람직하게는 상기 지지 돌기부는 내열성 수지에 의해 편평한 작은 원 형상으로 형성되어 있다.

또한, 바람직하게는 상기 이동 탑재판은, 평면 대략 U자 형상을 갖고 있으며, 상기 이동 탑재판의 상면의 좌우 2개소에 상기 대략 중앙부의 지지 돌기부가 설치되어 있고, 상기 이동 탑재판의 기단부측의 중앙 1개소에 상기 후방부의 지지 돌기부가 설치되어 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 이동 탑재판의 선단의 상면에는 상기 피처리 기판의 주연부를 전방 방향 및 좌우 방향으로 이동하지 않도록 규제하는 규제편이 설치되어 있고, 상기 이동 탑재판의 기단부측에는 상기 규제편과의 사이에서 피처리 기 판을 후방 방향으로 이동하지 않도록 규제하여 파지하는 진퇴 가능한 파지 기구가 설치되어 있다.

본 발명에 따르면 이동 탑재판의 휨량 및 두께를 저감시킴으로써 협피치의 보트에의 이동 탑재가 가능하게 되어, 결과적으로 처리 매수를 증대할 수 있는 종형 열처리 장치를 제공할 수 있다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를, 첨부 도면에 기초하여 상세하게 서술한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 종형 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이 종형 열처리 장치(1)는 외곽을 형성하는 하우징(2)을 갖고 있다. 이 하우징(2) 내의 상방에, 피처리 기판, 예를 들어 박판 원판 형상의 반도체 웨이퍼(w)를 수용하여 소정의 처리, 예를 들어 CVD 처리 등을 실시하기 위한 종형의 열처리노(3)가 설치되어 있다. 이 열처리노(3)는, 하부가 노구(4)로서 개방된 세로로 긴 처리 용기인, 예를 들어 석영제의 반응관(5)과, 이 반응관(5)의 노구(4)를 개폐하는 승강 가능한 덮개(6)와, 상기 반응관(5)의 주위를 덮도록 설치되어 당해 반응관(5) 내를 소정의 온도, 예를 들어 300 내지 1200℃로 가열 제어 가능한 히터(가열 장치)(7)로 주로 구성되어 있다.

상기 하우징(2) 내에는 열처리노(3)를 구성하는 반응관(5)이나, 히터(7)를 설치하기 위한, 예를 들어 SUS제의 베이스 플레이트(8)가 수평하게 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. 이 플랜지부를 플랜지 보유 지지 부재에 의해 베이스 플레이트(8)에 보유 지지(고정)시킴으로써 반응관(5)이 베이스 플레이트(8)의 개구부를 하방으로부터 상방으로 삽입 관통된 상태로 설치되어 있다. 반응관(5)은, 세정 등을 위해 베이스 플레이트(8)로부터 하방으로 분리할 수 있게 되어 있다. 반응관(5)에는, 반응관(5) 내에 처리 가스나 퍼지용의 불활성 가스를 도입하는 복수의 가스 도입관이나, 반응관(5) 내를 감압 제어 가능한 진공 펌프나 압력 제어 밸브 등을 갖는 배기관이 접속되어 있다(도시는 생략되어 있다). 또한, 반응관(5)의 하단부에, 가스 도입관이나 배기관을 접속하기 위한 가스 도입 포트나 배기 포트를 갖는 원통 형상의 매니폴드가 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 이 매니폴드가 노구를 형성한다.

상기 하우징(2) 내에 있어서의 베이스 플레이트(8)보다 하방에는, 덮개(6) 위에 보온통을 개재하여 탑재되는 보트(기판 지지구)(9)를 열처리노(3)[즉 반응관(5)] 내로 반입(로드)하거나, 열처리노(3)로부터 반출(언로드)하거나, 보트(9)에 대한 웨이퍼(w)의 이동 탑재를 행하거나 하기 위한 로딩 에어리어(작업 영역)(11)가 설치되어 있다. 이 로딩 에어리어(11)에는 보트(9)의 반입, 반출을 행하도록 덮개(6)를 승강하기 위한 승강 기구(10)가 설치되어 있다.

상기 덮개(6)는 노구(4)의 개구단부에 접촉하여 당해 노구(4)를 밀폐하도록 구성되어 있다. 덮개(6)의 상부는 노구(4)로부터의 방열을 방지하는 수단인 보온 통(12)을 개재하여 보트(9)가 탑재되게 되어 있다. 또한, 덮개(6)의 상부에는, 보온통(12)이 탑재되어 회전하는 도시하지 않은 턴테이블이 설치되어 있다. 또한, 덮개(6)의 하부에는 그 턴테이블을 회전하기 위한 도시되지 않은 회전 기구가 설치되어 있다.

상기 보트(9)는, 예를 들어 석영제이며, 대구경 예를 들어 직경 300㎜의 웨이퍼(w)를, 링 형상 지지판(13)을 통하여 수평 상태에서 상하 방향으로 소정 간격(P), 예를 들어 9 내지 15㎜ 피치, 바람직하게는 11.5㎜ 피치로 다단형으로 지지하게 되어 있다. 보트(9)는, 원판 형상 또는 원환 형상의 바닥판(14)과, 원판 형상 또는 원환 형상의 천장판(15)과, 이들 바닥판(14)과 천장판(15) 사이에 개재 설치된 막대 형상의 복수 예를 들어 4개의 지주(16)로 구성되어 있다. 복수개의 지주(16) 중, 웨이퍼의 이동 탑재 방향으로 개방되도록 위치되는(도2 참조) 좌우 한 쌍의 지주간의 간격은, 당해 이동 탑재 방향(수평 방향)으로부터의 웨이퍼의 이동 탑재나 링 형상 지지판(13)의 탈착이 가능하도록 넓게 설정되어 있다.

도 2는 이동 탑재 동작을 설명하기 위한 개략적 사시도이며, 도 3은 보트의 일례를 도시하는 확대 사시도이며, 도 4는 링 형상 지지판의 사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 링 형상 지지판(13)은 상기 웨이퍼(w)보다도 대경의 환상 판(링 플레이트)(17)과, 당해 환상 판(17) 위로 돌출되도록 설치된 복수 예를 들어 4개의 기판 지지편(18)으로 이루어진다. 이들 기판 지지편(18)에 의해, 웨이퍼(w)의 주연부가 걸려, 환상 판(17)과의 간격(S)(소정의 간극, 예를 들어 3 내지 10㎜ 정도, 바람직하게는 6㎜ 정도)을 유지하면서 웨이퍼(w)가 지지되도록 되어 있다. 링 형상 지지판(13)으로서는, 공지의 지지판(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 평4-133417호 공보 참조)을 사용하는 것이 가능하다. 링 형상 지지판(13)은, 예를 들어 석영제이다. 또한, 보트(9), 링 형상 지지판(13)은, 탄화 규소제이어도 좋다. 지지판(13)은, 알루미나제이어도 좋다.

환상 판(17)은, 두께 예를 들어 3㎜ 정도, 외경 예를 들어 320㎜ 정도, 개구(18d)의 내경 예를 들어 300㎜ 정도로 되어 있다. 또한, 경우에 따라, 개구(18d)의 내경은, 웨이퍼(w)의 직경보다도 조금 커도 좋고, 혹은 웨이퍼의 직경보다도 조금 작아도 좋다. 기판 지지편(18)은 환상 판(17) 위에 세워 설치 고정된 원기둥 형상 부재(기립부)(18a)와, 이 원기둥 형상 부재(18a)로부터 환상 판(17)의 내측(중심 방향)을 향하여 대략 수평하게 돌출되도록 설치된 판상 부재(지지부)(18b)로 구성되어 있다. 이 판상 부재(18b)에 의해, 웨이퍼(w)의 하면 주연부가 지지되도록 되어 있다. 이렇게 구성된 링 형상 지지판(13)을 상기 보트(9)에 탑재하기 위해 보트(9)의 지주(16)에는, 환상 판(17)의 외측 테두리부를 지지하기 위한 홈(20) 또는 돌기가, 상하 방향으로 소정 피치(P)로 형성되어 있다.

하우징(2)의 전방부에는, 하우징(2) 내로의 웨이퍼의 반입 반출을 행하기 위해, 복수 예를 들어 25매 정도의 웨이퍼를 소정 간격으로 수납 가능한 수납 용기(21)가 탑재되는 탑재대(로드 포트)(26)가 설치되어 있다. 수납 용기(21)는 전방면에 덮개가 착탈 가능하게 설치된 밀폐형의 수납 용기(후프라고도 한다)로 되어 있다. 로딩 에어리어(11) 내의 전방부에는 수납 용기(21)의 덮개를 제거하여 수납 용기(21) 내를 로딩 에어리어(1l) 내로 연통 개방시키는 도어 기구(22)가 설치되어 있다. 또한, 로딩 에어리어(11)에는 수납 용기(21)와 보트(9) 사이에서 웨이퍼(w)의 이동 탑재를 행하는 복수매의 포크(이동 탑재판)(23)를 소정 간격으로 갖는 이동 탑재 기구(24)가 설치되어 있다.

로딩 에어리어(11) 외부의 전방부 상측에는 수납 용기(21)를 스토크해 두기 위한 보관 선반부(25)와, 탑재대(26)로부터 보관 선반부(25)로 또는 그 반대로 수납 용기(21)를 반송하기 위한 도시하지 않은 반송 기구가 설치되어 있다. 또한, 로딩 에어리어(11)의 상방에는 덮개(6)가 하강하여 노구(4)가 열렸을 때에 당해 노구(4)로부터 노 내의 고온의 열이 하방의 로딩 에어리어(11)로 방출되는 것을 억제 내지 방지하도록 로구(4)를 덮는(또는 막는) 셔터 기구(27)가 설치되어 있다. 또한, 탑재대(26)의 하방에는 이동 탑재 기구(24)에 의해 이동 탑재되는 웨이퍼(w)의 외주에 설치된 절결부(예를 들어 노치)를 일방향으로 정렬시키기 위한 정렬 장치(얼라이너)(28)가 설치되어 있다.

이동 탑재 기구(24)는, 복수매 예를 들어 5매의 웨이퍼(w)를 상하 방향으로 소정 간격으로 지지하는, 복수매 예를 들어 5매의 이동 탑재판(포크라고도 한다)(23)을 갖고 있다. 이 경우, 중앙의 포크는 단독으로 전후 방향으로 진퇴 이동 가능하게 되고, 중앙 이외의 포크(1매째, 2매째, 4매째 및 5매째)는 서로 일체로 전후 방향으로 진퇴 이동 가능하게 되는 한편, 상하 방향으로는 피치 변환 기구에 의해 중앙의 포크를 기준으로 하여 무단계로 피치 변환 가능하게 되어 있다. 이것은, 수납 용기(21) 내의 웨이퍼의 수납 피치와 보트(9) 내의 웨이퍼의 탑재 피치가 서로 다른 경우에 대응하기 위해서이다. 그러한 경우에도 상기 피치 변환 기능에 의해, 수납 용기(21)와 보트(9) 사이에서 웨이퍼를 복수매씩 이동 탑재 가능하다.

이동 탑재 기구(24)는, 승강 및 선회 가능한 베이스(30)를 갖고 있다. 구체적으로는, 이동 탑재 기구(24)는 볼 나사 등에 의해 상하 방향으로 이동 가능(승강 가능)한 승강 아암(31)을 구비하고, 이 승강 아암(31)에 상자형의 베이스(30)가 수평 선회 가능하게 설치되어 있다. 이 베이스(30) 상에 중앙의 1매의 포크(23)를 전후 방향으로 이동 가능하게 하는 제1 이동체(32)와, 중앙의 포크(23)를 사이에 두고 상하로 2매씩 배치된 합계 4매의 포크(23)를 전후 방향으로 이동 가능하게 하는 제2 이동체(33)가 수평 방향인 베이스(30)의 길이 방향을 따라 설치되어 있다. 이에 의해, 제1 이동체(32)의 단독 동작에 의해 1매의 웨이퍼를 이동 탑재하는 낱장 이동 탑재와, 제1 및 제2 이동체(32, 33)의 공동에 의해 5매의 웨이퍼를 동시에 이동 탑재하는 일괄 이동 탑재를 선택적으로 행할 수 있게 되어 있다. 제1 및 제2 이동체(32, 33)를 각각 동작시키기 위해 베이스(30)의 내부에는 도시되지 않은 이동 기구가 설치되어 있다. 이 이동 기구와, 상기 피치 변환 기능을 담당하는 기구는, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2001-44260호 공보에 기재된 타입의 것이 사용될 수 있다.

이동 탑재 기구(24)는 상하축(z축), 선회축(θ축) 및 전후축(x축)으로 이루어지는 좌표(좌표축)를 갖고 있다. 또한, 이동 탑재 기구(24)는 베이스(30)를 상하축 방향으로 이동시키거나, 선회축 주위로 선회시키거나, 포크(23)를 제1·제2 이동체(32, 33)를 통하여 전후 방향으로 이동시키거나, 포크(23)의 피치 변환을 행하거나 하기 위한 각 구동계를 갖고 있다.

포크(23)는 도 5a, 도 5b 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 전후 방향으로 기단부(도면의 좌측)로부터 선단부(도면의 우측)를 향하여 수평하게 연장되는 외팔보 지지 구조를 갖고 있다. 포크(23)의 상면에는, 웨이퍼(w)를 전후 방향의 그 대략 중앙부 및 후방부에서 수평하게 지지하는 복수의 지지 돌기부(34)가 설치되어 있다. 포크(23)의 선단측에서는, 웨이퍼(w)의 하중이 지지되어 있지 않다.

포크(23)에 있어서의 대략 중앙부의 지지 돌기부(34)보다 선단측의 영역의 하면에는 단차(35)가 형성되어 있다. 이에 의하여, 그 영역의 두께(tc)가, 다른 부분, 예를 들어 기부측의 두께(ta)보다도 얇게 형성되어 있다. 도시예의 포크(23)는 기단부(기단부측)(23a)의 두께(ta), 중간부(대략 중앙부의 지지 돌기부와 후방부의 지지 돌기부 사이)(23b)의 두께(tb), 선단부(선단부측)(23c)의 두께(tc)가 당해 순서로 단계적으로 얇아지도록 형성되어 있다. 예를 들어, ta=2.3㎜, tb=1.2㎜, tc=0.8㎜이다.

포크(23)는 예를 들어 알루미나 세라믹에 의해 세로로 긴 박판 형상으로 형성되고, 중간부로부터 선단부측이 두갈래로 분기된 평면 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 그 중간부 상면의 좌우의 2개소에 상기 대략 중앙의 지지 돌기부(34)가 설치되어 있고, 기단부측의 중앙 1개소에 상기 후방부의 지지 돌기부(34)가 설치되어 있다.

지지 돌기부(34)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 내열성 수지, 예를 들어 PEEK(Poly Ether Ether Ketone)재에 의해, 편평(포크 상면으로부터의 돌출 높이 0.3㎜ 정도)한 작은 원 형상(직경 2㎜ 정도)으로 형성되어 있다. 이러한 지지 돌기부(34)를 착탈 가능(교환 가능)하게 설치하기 위해 포크(23)에는 설치 구멍(36)이 형성되어 있고, 지지 돌기부(34)의 하면 중앙부에는 설치 구멍(36)에 끼워 맞추어지는 끼워 맞춤부(37)가 형성되어 있다. 설치성을 향상시키기 위해 끼워 맞춤부(37)에는, 이들 2등분한 분할 홈(38)이 형성되어 있는 동시에, 설치 구멍(36)의 이측 테두리부에 결합하는 2개의 (대향하는) 플랜지부(39)가 형성되어 있다. 또한, 포크(23)의 하면(이면)에는 상기 플랜지부(39)가 포크(23)의 하면으로부터 돌출되지 않도록, 당해 플랜지부(39)를 수용하는 오목부(40)가 형성되어 있다.

포크(23)의 선단 상면에는 웨이퍼의 주연부를 선단 방향(도 5a의 우측 방향) 및 좌우 방향(도 5a의 상하 방향)으로 이동하지 않도록 규제하는 규제편(41)이 설치되어 있다. 또한, 포크(23)의 기단부측에는, 웨이퍼를 후방 방향으로 이동하지 않도록 규제하여, 상기 규제편(41)과의 사이에서 웨이퍼(w)를 파지하는 진퇴 이동 가능한 파지 기구(42)가 설치되어 있다. 규제편(41)은, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 선단부측(도 5a의 우측)이 자중으로 휘었을 때 웨이퍼의 하면을 지지 가능한 수평한 받침면(43)과, 이 받침면(43)보다도 상방으로 돌출되어 웨이퍼의 주연부를 규제하는 규제면(44)을 갖는 돌출부(45)를 구비하고 있다.

포크(23)의 선단 상면에는, 상기 규제편(41)을 위치 결정하는 위치 결정 홈(46)이 형성되어 있다. 규제편(41)은 포크(23)의 하면측으로부터 작은 나사(47)로 착탈 가능하게 설치되어 있다. 이 경우, 작은 나사(47)의 헤드부(47a)가 포크(23)의 하면으로부터 돌출되지 않도록 하기 위해 포크(23)의 하면에는, 당해 작 은 나사(47)의 헤드부(47a)를 수용하는 오목부(48)가 형성되어 있다. 규제편(41)은, 내열성 수지, 예를 들어 PEEK재에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

파지 기구(42)는 웨이퍼(w)의 후방측 가장자리부에 접촉되는 접촉 부재(42a)와, 당해 접촉 부재(42a)를 진퇴 구동하는 구동 수단인 에어 실린더(42b)를 구비하고 있다. 또한, 포크(23)의 선단부에는 보트 내의 웨이퍼의 위치를 검출하여 매핑을 행하기 위한 매핑 센서가 설치되어 있어도 된다.

다음에, 이상의 구성으로 이루어지는 종형 열처리 장치(1)의 작용을 서술한다. 우선, 수납 용기(21)로부터 보트(9) 위의 링 형상 지지판(13)에 웨이퍼(w)가 이동 탑재된다. 이 경우, 우선 이동 탑재 기구(24)가 복수의 포크(23)를 전진시켜, 수납 용기(21) 내에 삽입한다. 각 포크(23)의 상면에 웨이퍼(w)가 탑재되면, 이것을 파지한 상태로 포크(23)가 수납 용기(21)로부터 취출된다. 다음에, 이동 탑재 기구(24)가 포크(23)의 방향을 수납 용기(21)측으로부터 보트(9)측으로 바꾸어 각 포크(23)를 전진시켜 상하의 링 형상 지지판(13, 13) 사이에 삽입한다. 그리고, 각 포크(23)를 하강시킴으로써 웨이퍼(w)가 링 지지판(13) 위[상세하게는 기판 지지편(18) 위]에 탑재된다. 그 후, 포크(23)는 후퇴된다.

여기서, 포크(23)의 상면에는 웨이퍼(w)를 그 대략 중앙부와 후방부에서만 수평하게 지지하는 지지 돌기부(34)가 설치되어 있으며, 포크(23)의 선단부에서는 웨이퍼(w)의 하중이 지지되어 있지 않다. 이에 의해, 포크(23)의 선단부측의 휨량이 저감된다. 따라서, 당해 휨을 억제하기 위하여 포크(23)의 두께를 두껍게 해 둘 필요가 없어, 즉 포크의 두께도 저감시킬 수 있다. 이와 같이, 포크(23)의 휨 량 및 두께를 저감할 수 있음으로써 보다 좁은 피치의 보트에의 이동 탑재가 가능해지기 때문에 종형 열처리 장치(1)에 있어서의 1보트당 웨이퍼의 처리 매수를 증대시킬 수 있다. 구체적으로는, 종래의 75매 정도로부터 100매 정도까지 증대시킬 수 있다.

또한, 포크(23)에 있어서의 대략 중앙부의 지지 돌기부(34)보다 선단부측의 하면에 단차를 형성하여, 당해 선단부측의 영역의 두께(tc)를 다른 부분의 두께(ta, tb)보다도 얇게 형성한 것에 의해서도, 포크(23)의 두께가 저감되어 있다. 또한 본 예에서는, 포크(23)의 중간부의 하면에도 단차(49)를 형성하여 포크(23)의 두께를 기단부측으로부터 단계적으로 얇게 형성한 것에 의해서도, 포크(23)의 두께가 더욱 저감되어 있다. 이에 의해, 또한 협피치의 보트에의 이동 탑재가 가능하게 되어 있다.

또한, 지지 돌기부(34)가 PEEK재에 의해 편평한 작은 원 형상으로 형성되어 있기 때문에, 포크(23)의 실질적 두께의 증대를 수반하지 않고, 웨이퍼(w)를 소면적 내지 점접촉으로 안정되게 지지하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 포크(23)가 평면 대략 U자 형상이며, 그 상면의 좌우의 2개소에 대략 중앙의 지지 돌기부(34)가 설치되고, 기단부측의 중앙 1개소에 후방부의 지지 돌기부(34)가 설치되어 있는 것에 의해, 웨이퍼(w)를 3점 지지에 의해 안정되게 지지할 수 있게 되어 있다.

포크(23)의 선단 상면에 웨이퍼의 주연부를 선단 방향 및 좌우 방향으로 이동하지 않도록 규제하는 규제편(41)이 설치되어 있고, 포크(23)의 기단부측에, 규 제편(41)과의 사이에서 웨이퍼(w)를 파지하는 진퇴 이동 가능한 파지 기구(42)가 설치되어 있음으로써, 두께가 얇은 포크이면서 웨이퍼를 확실하게 파지하여 고속으로 반송할 수 있다. 이에 의해, 처리 능력의 향상이 도모된다.

또한, 상기 보트(9)는 웨이퍼(w)보다도 대경의 환상 판(17) 및 당해 환상 판(17) 위로 돌출되도록 설치된 복수의 기판 지지편(18)을 갖고, 이들 기판 지지편(18)에 의해 웨이퍼(w)의 주연부를 거는 것에 의해 환상 판(17)과의 사이에서 간격을 유지하면서 웨이퍼(w)를 지지하는 복수의 링 형상 지지판(13)과, 이들 링 형상 지지판(13)의 주위를 둘러싸도록 복수개 배치되고, 돌기 또는 홈(20)에 의해 상기 지지판(13)의 주연부를 지지하는 지주(16)를 구비하고 있다. 이 구조에 의해, 복잡한 기구를 필요로 하지 않고, 웨이퍼의 이동 탑재를 용이하게 행할 수 있다. 즉, 이동 탑재 기구(24)의 구조의 간소화가 도모된다.

이상과 같이 하여, 보트(9)에의 웨이퍼의 이동 탑재가 종료되면 덮개(6)의 상승에 의해, 당해 보트(9)가 열처리노(3) 내로 반입된다. 그리고, 소정의 온도, 소정의 압력 및 소정의 가스 분위기 하에서 웨이퍼에 열처리가 실시된다. 열처리가 종료되면, 덮개(6)의 하강에 의해 보트(9)가 열처리노(3) 내로부터 로딩 에어리어(11) 내로 반출된다. 그리고, 이동 탑재 기구(24)에 의해, 상기와는 반대의 수순으로 보트(9)로부터 수납 용기(21)에 처리 완료된 웨이퍼가 이동 탑재된다.

이상, 본 발명의 일 실시 형태를 도면을 참조하면서 상세하게 서술해 왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서의 다양한 설계 변경 등이 가능하다. 예를 들어, 보트로서는, 특 허 제3234617호 공보에 기재되어 있는, 협피치의 링 보트를 사용할 수 있다. 지지 돌기부(34)의 형상으로서는, 도 9a에 도시된 바와 같이, 하부가 원통형이고 상부가 볼록면 형상의 것이어도 좋고, 도 9b에 도시된 바와 같이, 하부가 원통형이고 상부가 원추 형상의 것이어도 좋고, 도 9c에 도시된 바와 같이 하부가 직사각형이고 상부가 볼록면 형상의 것이어도 좋고, 도 9d에 도시된 바와 같이 삼각 지붕형의 것이어도 좋다. 또한, 본 발명은 피처리 기판을 1매씩 이동 탑재판의 상면에 탑재하여 그 수평 자세를 유지한 채 이동 탑재하는 낱장식의 이동 탑재 기구를 구비한 처리 장치에도 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 종형 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도.

도 2는 이동 탑재 동작을 설명하기 위한 개략적 사시도.

도 3은 보트의 일례를 도시하는 확대 사시도.

도 4는 링 형상 지지판의 사시도.

도 5a는 이동 탑재판의 평면도.

도 5b는 이동 탑재판의 측면도.

도 6a는 도 5a의 A-A선의 확대 단면도.

도 6b는 도 5b의 B 방향으로부터 본 이동 탑재판의 하면도.

도 7a는 도 5a의 C부의 확대도.

도 7b는 도 7a의 D-D선의 단면도.

도 8a는 이동 탑재판의 개략적인 측면도.

도 8b는 이동 탑재판의 선단부측이 휜 경우를 도시하는 개략적인 측면도.

도 9a는 지지 돌기부의 다른 형상을 개략적으로 도시하는 사시도.

도 9b는 지지 돌기부의 다른 형상을 개략적으로 도시하는 사시도.

도 9c는 지지 돌기부의 다른 형상을 개략적으로 도시하는 사시도.

도 9d는 지지 돌기부의 다른 형상을 개략적으로 도시하는 사시도.

도 10a는 종래의 포크의 개략적인 측면도.

도 10b는 종래의 포크의 선단부측이 휜 경우를 도시하는 개략적인 측면도.

<부호의 설명>

1 : 종형 열처리 장치

2 : 하우징

3 : 열처리노

4 : 노구

5 : 반응관

6 : 덮개

7 : 히터

Claims

이동 탑재판을 갖는 동시에, 당해 이동 탑재판의 상면에 피처리 기판이 탑재되었을 때, 당해 피처리 기판을 수평하게 유지한 채 상기 이동 탑재판을 이동시키는 이동 탑재 기구를 구비한 처리 장치이며,

상기 이동 탑재판은, 전후 방향으로 기단부로부터 선단부를 향하여 수평하게 연장된 외팔보 지지 구조를 갖고 있으며,

상기 이동 탑재판의 상면에는 피처리 기판을 전후 방향의 그 대략 중앙부와 후방부에서 수평하게 지지하는 복수의 지지 돌기부가 설치되어 있고,

상기 이동 탑재판의 선단측에서는 상기 피처리 기판이 지지되지 않는 것을 특징으로 하는, 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 이동 탑재판은, 상기 대략 중앙부의 지지 돌기부보다도 선단측의 영역에 있어서, 그 하면에 단차가 형성되어 있어, 당해 영역의 두께가 다른 부분의 두께보다도 얇게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 돌기부는, 내열성 수지에 의해 편평한 작은 원 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 탑재판은, 평면 대략 U자 형상을 갖고 있으며,

상기 이동 탑재판의 상면의 좌우 2개소에 상기 대략 중앙부의 지지 돌기부가 설치되어 있고,

상기 이동 탑재판의 기단부측의 중앙 1개소에 상기 후방부의 지지 돌기부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 탑재판의 선단의 상면에는, 상기 피처리 기판의 주연부를 전방 방향 및 좌우 방향으로 이동하지 않도록 규제하는 규제편이 설치되어 있고,

상기 이동 탑재판의 기단부측에는, 상기 규제편과의 사이에서, 피처리 기판을 후방 방향으로 이동하지 않도록 규제하여 파지하는 진퇴 가능한 파지 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 처리 장치.
복수매의 피처리 기판을 상하 방향으로 소정의 간격으로 지지 가능한 기판 지지구와,

복수매의 피처리 기판을, 상기 기판 지지구와 복수의 피처리 기판을 수납 가능한 수납 용기 사이에서 이동 탑재하기 위한 이동 탑재판을 갖는 이동 탑재 기구와,

상기 기판 지지구째 내부로 반입되는 피처리 기판을 열처리하는 열처리노를 구비하고,

상기 이동 탑재판은, 전후 방향으로 기단부로부터 선단부를 향하여 수평하게 연장된 외팔보 지지 구조를 갖고 있으며,

상기 이동 탑재판의 상면에는, 피처리 기판을 전후 방향의 그 대략 중앙부와 후방부에서 수평하게 지지하는 복수의 지지 돌기부가 설치되어 있고,

상기 이동 탑재판의 선단측에서는 상기 피처리 기판이 지지되지 않는 것을 특징으로 하는, 종형 열처리 장치.
제6항에 있어서, 상기 이동 탑재판은, 상기 대략 중앙부의 지지 돌기부보다도 선단측의 영역에 있어서, 그 하면에 단차가 형성되어 있어, 당해 영역의 두께가 다른 부분의 두께보다도 얇게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 종형 열처리 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 지지 돌기부는, 내열성 수지에 의해 편평한 작은 원 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 종형 열처리 장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 탑재판은, 평면 대략 U자 형상을 갖고 있으며,

상기 이동 탑재판의 상면의 좌우 2개소에, 상기 대략 중앙부의 지지 돌기부가 설치되어 있고,

상기 이동 탑재판의 기단부측의 중앙 1개소에, 상기 후방부의 지지 돌기부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 종형 열처리 장치.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 탑재판의 선단의 상면에는, 상기 피처리 기판의 주연부를 전방 방향 및 좌우 방향으로 이동하지 않도록 규제하는 규제편이 설치되어 있고,

상기 이동 탑재판의 기단부측에는, 상기 규제편과의 사이에서 피처리 기판을 후방 방향으로 이동하지 않도록 규제하여 파지하는 진퇴 가능한 파지 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 종형 열처리 장치.