WO2024085399A1 - 보트 로딩 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템 - Google Patents

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WO2024085399A1
WO2024085399A1 PCT/KR2023/012254 KR2023012254W WO2024085399A1 WO 2024085399 A1 WO2024085399 A1 WO 2024085399A1 KR 2023012254 W KR2023012254 W KR 2023012254W WO 2024085399 A1 WO2024085399 A1 WO 2024085399A1
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WO
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boat
heater
loading device
paddles
pair
Prior art date
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PCT/KR2023/012254
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English (en)
French (fr)
Inventor
한종국
김영기
김민호
이현호
박상태
Original Assignee
주식회사 한화
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations

Definitions

  • the present invention relates to a boat loading device and wafer handling system.
  • the wafer is supported on a boat, stored and transported, and then moved to a process chamber for processing.
  • the area where the boat is stored and transported is close to room temperature, while the process chamber is maintained at hundreds of degrees Celsius or higher to heat-treat the wafer. Therefore, it takes a lot of time to heat the boat and wafer that were at room temperature in the process chamber, and temperature differences occur depending on the location of the boat and wafer. This increases the waiting time to eliminate the temperature gradient between the boat and the wafer, and reduces manufacturing efficiency as the overall heat treatment time increases.
  • conventional preheating equipment has a cylindrical shape to surround the boat inside, and heats the boat using heating elements located along the inner wall.
  • a boat loading device and a wafer processing system including the same provide a boat loading device capable of preheating a boat and a wafer processing system capable of preheating not only during boat loading but also during boat loading and boat transfer processes.
  • the boat loading device is a device that loads a boat loaded with a plurality of wafers before putting it into a process chamber. It has a pair of paddles that support and transport the boat and is adjacent to the pair of paddles, and the boat has a pair of paddles on the bottom of the boat. It may include a heater that heats the boat, and after the heater heats the boat to a predetermined temperature, the boat can be put into the process chamber.
  • the pair of paddles are spaced apart from each other on the bottom of the boat, and the heater is between the pair of paddles and may overlap the center of the boat in the width direction.
  • the heater may be located at least along the entire length direction of the plurality of wafers loaded on the boat.
  • the boat loading device is located between the pair of paddles and may further include a shielding plate surrounding the heater.
  • the heater includes a lamp that irradiates light, and the inner surface of the shielding plate facing the heater may be made of a material that can reflect the light.
  • Both ends of the shielding plate are adjacent to the pair of paddles in the width direction, and may be inclined so that the cross-sectional area gradually decreases downward.
  • the wafer processing system includes a process chamber for heating a boat loaded with a plurality of wafers in a predetermined atmosphere, a boat loading device for loading a plurality of the boats, a boat transfer device for transferring the boats, and a boat transferred from the boat transfer device. and a boat loading device that loads the boat into the process chamber, and at least one of the boat loading device, the boat transfer device, and the boat loading device may preheat the boat before loading the boat into the process chamber. .
  • At least one of the boat loading device, the boat transport device, and the boat loading device may overlap the bottom of the boat with the center of the boat and include a heater that heats the boat.
  • At least one of the boat loading device, the boat transport device, and the boat loading device may further include a shielding plate surrounding the heater.
  • the wafer handling system can preheat the boat before entering it into the processor chamber, reducing the time it takes to heat the boat in the process chamber. Additionally, wafer quality can be improved by reducing the temperature difference between the outside and center of the boat.
  • Boat loading devices, boat stowage devices and boat transfer devices can effectively heat the core of the boat using heaters and shields.
  • Figure 1 schematically shows a wafer processing system.
  • Figures 2 and 3 show a boat loading device.
  • Figures 4 and 5 show enlarged views of the front of the boat loading device.
  • Figure 6 shows a cross section of a boat loading device.
  • Figure 7 shows the bottom of the boat loading device.
  • Figure 8 shows a boat loading device
  • Figure 9 shows a cross section of a boat loading device.
  • Figure 10 shows a boat transport device
  • Figure 11 shows a cross section of a boat transport device.
  • the boat loading device is a device that loads a boat loaded with a plurality of wafers before putting it into a process chamber. It has a pair of paddles that support and transport the boat and is adjacent to the pair of paddles, and the boat has a pair of paddles on the bottom of the boat. It may include a heater that heats the boat, and after the heater heats the boat to a predetermined temperature, the boat can be put into the process chamber.
  • an element or layer When an element or layer is said to be “on”, “connected” or “coupled” to another element or layer, it means that the element or layer is on top of another element or layer. Can be directly, connected or combined. Alternatively, one or more elements or layers may additionally be present. When an element or layer is referred to as being “directly on,” “directly connected to,” or “directly coupled to” another element or layer, there may be no other intermediate elements or layers in between. For example, when a first element is described as being “coupled” or “connected” to a second element, the first element may be directly coupled or connected to the second element, or the first element may be connected to the second element through one or more intermediate elements. It can also be indirectly combined or connected to an element.
  • the expression "at least one of a, b, or c" means only a, only b, only c, both a and b, both a and c, both b and c, all a, b, c, or variations thereof. can indicate.
  • the terms “use,” “using,” and “used” may be considered synonymous with the terms “utilize,” “utilizing,” and “utilized,” respectively.
  • the terms “substantially,” “about,” and similar terms are used in terms of approximation and not in terms of degree, and are intended to account for inherent variations in measured or calculated values that would be recognized by a person of ordinary skill in the art. will be.
  • first, second, third, etc. may be used herein to describe various elements, components, regions, layers, and/or sections, these elements, components, , area, layer and/or cross section are not limited by these terms. These terms are used to distinguish one element, component, region, layer or cross-section from another element, component, region, layer or cross-section. Accordingly, the first element, first component, first region, first layer, or first cross-section discussed below may be referred to as the second element, second component, second region, or second layer without departing from the disclosure of the exemplary embodiment. Alternatively, it may be named the second cross section.
  • Spatially relative terms such as “below”, “lower”, “above”, “top”, etc. describe the relationship of one element or feature to another element(s) or the function(s) depicted in the figure. It may be used in this specification for convenience of explanation. Spatially relative terms may include other orientations of the device in use or operation in addition to the orientation depicted in the drawings. For example, if the device in the drawing is turned over, an element described as “below” or “below” another element or feature may be oriented “above” or “above” the other element or feature. Accordingly, the term “down” can include both upward and downward directions. The device may be oriented in different directions (rotated 90 degrees or otherwise) and the spatially relative descriptors used herein should be interpreted accordingly.
  • FIG. 1 schematically shows the wafer processing system 1
  • Figures 2 and 3 show the boat loading device 10
  • Figures 4 and 5 show an enlarged front view of the boat loading device 10
  • Figure 6 shows a cross section of the boat loading device 10
  • FIG. 7 shows the bottom of the boat loading device 10.
  • Figure 7 shows the bottom of the boat loading device 10 with the shield plate 130 removed.
  • the wafer processing system 1 may include a series of processes for processing the wafer W and a device for processing the same.
  • the wafer processing system 1 may be a system in which an increasing process is used to form a thin film on a wafer W.
  • the wafer processing system 1 may be another device used in a semiconductor manufacturing process.
  • the wafer processing system 1 may include a boat 40, a boat loading device 20, a boat transport device 30, a boat loading device 10, and a process chamber 50.
  • the boat 40 is a means for loading and transporting the wafer W.
  • the boat 40 has a plurality of wafers W loaded therein, and as shown in FIG. 1, the boat loading device 20, the boat transfer device 30, and the boat loading device The device 10 and the process chamber 50 may be moved sequentially.
  • a plurality of wafers W may be loaded in the boat 40 .
  • they may be arranged along one direction (for example, the longitudinal direction of the boat 40) and another direction intersecting the one direction (for example, the width direction of the boat 40).
  • the number of wafers W is not limited, and 10 or more or 100 or more wafers W may be loaded on one boat 40.
  • the boat 40 may be in a waiting space while being loaded on the boat loading device 20 . Thereafter, the boat transfer device 30 transfers the boat 40 from the boat loading device 20 to the boat loading device 10. The boat 40 waits in the boat loading device 10 and then enters the process chamber 50.
  • Boat 40 may include a body 41 and a guide 43. As shown in FIG. 6, the body 41 has an internal space in which the wafer W is loaded. A plurality of wafers W may be spaced apart from each other while standing inside the body 41 . There is a guide 43 on the bottom of the body 41, and the guide 43 may have a wedge shape protruding downward. The guide 43 is located on the bottom of the body 41, and the paddle 110 may be located adjacent to the guide 110.
  • the guide 43 includes two guides 43, and two paddles 110 may be supported between the two guides 43.
  • the wafer processing process can be performed by heating the boat 40 in a predetermined atmosphere.
  • the process chamber 50 may heat the boat 40 using a heater such as a heating wire surrounding the boat 40.
  • the process chamber 50 may be a deposition device.
  • the process chamber 50 may receive a deposition gas and heat-treat the wafer W to form a thin film on the wafer W.
  • the process chamber 50 may be another device used in a semiconductor manufacturing process.
  • Boat loading device 10 may include a paddle 110 and a heater 120.
  • Paddle 110 is underneath boat loading device 10 and supports and transports boat 40.
  • the paddle 110 extends in one direction (eg, the longitudinal direction of the boat loading device 10), and the boat 40 can be seated thereon.
  • the paddle 110 may move while supporting the boat 40 to move the boat 40 into the process chamber 50 .
  • a separate pusher or slider may push the boat 40 to move it to the process chamber 50.
  • the paddle 110 may be made of a pair of tubes.
  • the paddle 110 may extend in one direction (e.g., the longitudinal direction of the boat 40), and a pair of paddles 110 may be spaced apart in the width direction.
  • the centers of the pair of paddles 110 are spaced apart by a distance L, and a heater 120, which will be described later, may be located between the distance L.
  • the distance B between both ends of the heater 120 may satisfy 20% to 50% of the width A of the boat 40. If B/A is less than 20%, the width of the heater 120 is too small to sufficiently heat the boat 40. Additionally, when B/A exceeds 50%, the width of the heater 120 becomes excessively large, and as the gap between the paddles 110 increases, the overall size of the boat loading device 10 becomes excessively large.
  • the heater 120 heats the boat 40 on one side of the boat loading device 10.
  • the heater 120 preheats the boat 40 to a predetermined temperature before being introduced into the process chamber 50, thereby reducing the time required to heat the boat 40 in the process chamber 50, thereby shortening the overall process. can do.
  • Heater 120 may be underneath boat 40 . As shown in FIGS. 3 and 4, the boat 40 can be heated from underneath the boat 40. Additionally, the heater 120 has a length longer than the boat 40 and can be located in one direction (eg, the longitudinal direction of the boat 40). Alternatively, the heater 120 may have a length that can cover at least all of the plurality of wafers W in the boat 40 .
  • the heater 120 can rapidly increase the temperature of the center of the boat 40 by heating the boat 40 from below. Through this, the temperature difference between the outside and the center of the boat 40 can be reduced compared to the method of heating from the outside of the boat 40.
  • the method by which the heater 120 heats the boat 40 is not particularly limited.
  • the heater 120 includes a heating wire, and when a current is applied, it is heated to a predetermined temperature to heat the boat 40.
  • the heater 120 may be located between the paddles 110. As shown in FIG. 6, the heater 120 is between a pair of paddles 110 and may be in contact with the bottom of the boat 40. Accordingly, the heating area is divided by a pair of paddles 110 and the boat 40, and the heater 120 within the heating area can intensively heat the bottom of the boat 40.
  • the heater 120 may be spaced apart from the paddle 110 in the height direction.
  • the center of the heater 120 may be spaced apart from the center of the paddle 110 by a distance D.
  • the gap D may be 55% or more, preferably 60% to 90%, of the distance from the lower surface of the body 41 to the center of the paddle 110. If the ratio is less than 60%, as the size of the heater 120 increases, the paddles 110 are spaced wider apart, thereby increasing the size of the boat loading device 10. In addition, when the ratio exceeds 90%, the size of the heater 120 becomes too small, reducing heating efficiency, and the distance between the shielding plate 130 and the heater 120 increases, so that the shielding plate 130 is connected to the heater 120. The heat generated cannot be effectively shielded or reflected.
  • the heater 120 may include a plurality of heating wires.
  • the heating wire of the heater 120 is located on the bottom of the boat 40 and may have a U-shape.
  • the heating wire of the heater 120 extending from one end of the boat 40 may be bent in the opposite direction at the other end of the boat 40 and extend back to the other end of the boat 40.
  • the heater 120 may have a shape that is repeatedly bent in other directions (for example, the width direction of the boat 40). That is, the heater 120 may extend in one direction (for example, the longitudinal direction of the boat 40) between a pair of paddles 110 and be repeatedly bent in a U-shape in the width direction of the boat 40. .
  • the heater 120 may overlap the center of the boat 40 in the width direction. Through this, the center of the boat 40 can be heated to the target temperature more quickly, and the temperature gradient between the center and the outside of the boat 40 within the process chamber 50 can be made more uniform.
  • Boat loading device 10 may further include a shield plate 130.
  • the shielding plate 130 can increase the heating efficiency of the heater 120 by preventing heat emitted from the heater 120 from dissipating to the outside of the boat loading device 10.
  • the shielding plate 130 is between a pair of paddles 110 and may surround the heater 120.
  • the shielding plate 130 has both ends adjacent to a pair of paddles 110 in the width direction, and may extend inward from thereto to form an internal space.
  • the shielding plate 130 may be located throughout the longitudinal direction of the heater 120.
  • the boat loading device 10 may heat the boat 40 to a predetermined temperature by using the heater 120 and then insert the boat 40 into the process chamber 50 .
  • the boat loading device 10 can define the heating zone of the heater 120 to the bottom of the boat 40, between the pair of paddles 110, and inside the shield plate 130. Accordingly, the heat generated in the heater 120 can be prevented from dissipating to the outside of the boat loading device 10, for example, to the bottom of the boat loading device 10. Additionally, the shielding plate 130 may be made of a material having lower thermal conductivity than other components of the boat loading device 10.
  • the interior space of the shield plate 130 may have a thinner atmosphere than the exterior of the boat loading device 10 for thermal insulation.
  • the bottom of the shielding plate 130 may be above the bottom of the pair of paddles 110 and may be below the center of the paddles 110. Through this, interference with the shield plate 130 can be reduced when the paddle 110 moves the boat 40. Additionally, an appropriate gap can be formed between the heater 120 and the shielding plate 130 to prevent the shielding plate 130 from being excessively heated and deformed.
  • the shielding plate 130 may have a shape that extends by slanting inward downward. As shown in FIG. 6, the shielding plate 130 may have a shape whose cross-sectional area narrows downward. Through this, heating efficiency can be increased by reducing the internal space, that is, heat capacity, of the shielding plate 130.
  • the heater 120 may further include a lamp that generates heat by irradiating light of a specific wavelength, and the inner surface of the shielding plate 130 facing the heater 120 may reflect the light irradiated from the heater 120. It can be made of any material that can be used. Through this, the light emitted from the heater 120 can be reflected by the shielding plate 130 and concentrated on the bottom of the boat 40.
  • Boat loading device 10 may include clamp 140 . As shown in FIG. 3, the clamp 140 is on one side of the pair of paddles 110 and can support the pair of paddles 110. One clamp 140 may be located at one end and the other end of the pair of paddles 110 in the longitudinal direction, or a plurality of clamps 140 may be further located between them.
  • Clamps 140 may be located at both ends of the heater 120 in the longitudinal direction. Through this, the heat generated by the heater 120 remains between the paddle 110, the boat 40, the shielding plate 130, and the clamp 140, thereby increasing the heating efficiency of the heater 120.
  • the boat loading device 10 can heat the boat 40 to a predetermined temperature before the boat 40 is introduced into the process chamber 50. Accordingly, the time required to heat the boat 40 in the process chamber 50 can be reduced. Additionally, by heating the bottom center of the boat 40 through the heater 120, the temperature gradient between the outside and the center of the boat 40 can be made uniform during the heating process in the process chamber 50.
  • FIG. 8 shows a boat loading device 20 and FIG. 9 shows a cross section of the boat loading device 20.
  • the boat loading device 20 loads and stores boats 40 brought in from outside in a designated area.
  • a plurality of boats 40 may be stored inside the boat loading device 20, separated from each other.
  • the shape, size, and type of the boat loading device 20 are not particularly limited.
  • the boat loading device 20 may have a closed shelf shape composed of multiple stages.
  • Boat loading device 20 may include a door 21 . As shown in FIG. 8, the boat 40 loaded inside can be towed or the boat 40 can be entered through the door 21 on one side of the boat loading device 20.
  • the boat loading device 20 may include a heater 210 and a shielding plate 220. As shown in FIGS. 8 and 9, the heater 210 may be located inside the boat loading device 20 together with the boat 40. For example, the heater 210 may be provided for each of the plurality of boats 40 loaded on the boat loading device 20. The heater 210 may heat the boat 40 by contacting the bottom of the boat 40. Through this, the boat 40 can be preheated from the boat loading device 20 , thereby reducing the time required to heat the boat 40 in the process chamber 50 .
  • the heater 210 may be made of a plurality of heating wires. Additionally, the heater 210 can intensively heat the center of the boat 40 by overlapping the center of the boat 40 in the width direction. The heater 210 may cover the entire length direction of the boat 40. Alternatively, the heater 210 may cover the entire length direction of the plurality of wafers W loaded inside the boat 40 .
  • the heater 210 may cover the entire width direction of the boat 40. That is, in FIG. 9, the heater 210 is shown as having four heating wires and overlapping with a part of the boat 40, but the present invention is not limited thereto.
  • the plurality of heating wires provided in the heater 210 can cover the entire width direction of the boat 40 to heat the entire bottom of the boat 40 more stably and alleviate the temperature gradient depending on the position of the boat 40. .
  • the shielding plate 220 surrounds the heater 210 and can prevent heat generated from the heater 210 from dissipating to the outside.
  • the shielding plate 220 is located on the bottom of the boat 40 so that the heater 210 is located inside, and can prevent the heat generated from the heater 210 from dissipating to the outside. there is.
  • the configuration of the heater 210 and the shielding plate 220 may be the same as the heater 120 and the shielding plate 130 of the boat loading device 10 described above, and detailed description thereof will be omitted.
  • the heater 210 may be a lamp that irradiates light
  • the shielding plate 220 may have an inclined shape so that the cross-sectional area decreases downward.
  • the inner surface of the shielding plate 220 may be made of a material that can reflect light.
  • the heater 210 and the shielding plate 220 may be detachable from the boat 40.
  • the heater 210 and the shielding plate 220 are within the housing and may be relatively movable with respect to the boat 40 through separate rollers or sliders. Additionally, the heater 210 and the shielding plate 220 may be in a state in which the boat loading device 20 is fixed.
  • the boat loading device 20 notifies the wafer processing system 1 when the heater 210 heats the boat 40 to a predetermined temperature, and the wafer processing system 1 uses the boat transfer device 30 to inform the boat ( 40) can be taken out from the boat loading device (20).
  • the boat loading device 20 can heat the boat 40 to a predetermined temperature in advance while the boat 40 is loaded, thereby reducing the time required for heating in the process chamber 50.
  • Figure 10 shows a boat transport device 30, and Figure 11 shows a cross section of the boat transport device 30.
  • the boat transfer device 30 takes out the boat 40 from the boat loading device 20 and transfers it to the boat loading device 10.
  • the boat transfer device 30 may include a main frame 31 that extends longitudinally and supports other components of the boat transfer device 30, and a plurality of sub-frames 32 on the main frame 31. there is.
  • a support plate 33 supporting the boat 40 is located on the subframe 32, and a manipulation unit 35 may be located at one end of the support plate 33, and a fixing unit 36 may be located at the other end.
  • a pusher 34 on one side of the operation unit 35, and by the operation of the operation unit 35, the pusher 34 can press and move the boat 40 while sliding or rolling on the support plate 33.
  • the boat transfer device 30 may include a heater 310 and a shielding plate 320. As shown in Figures 10 and 11, the heater 310 and the shielding plate 320 are located inside the support plate 33 and can heat the boat 40.
  • the heater 310 is located along the longitudinal direction inside the support plate 33, and may have a length equal to or longer than that of the boat 40. Alternatively, the heater 310 may have a length that is at least longer than the entire length of the plurality of wafers W loaded on the boat 40 . In another embodiment, the heater 310 may be located throughout the support plate 33. The heater 310 preheats the boat 40 while the boat transfer device 30 transfers the boat 40, thereby reducing the time required to heat the boat 40 in the process chamber 50. there is.
  • the heater 310 may be made of a plurality of heating wires. Additionally, the heater 310 can intensively heat the center of the boat 40 by overlapping the center of the boat 40 in the width direction. The heater 310 may cover the entire length direction of the boat 40. Alternatively, the heater 310 may cover the entire length direction of the plurality of wafers W loaded inside the boat 40 .
  • the heater 310 may cover the entire width direction of the boat 40. That is, in FIG. 11, the heater 310 is shown as having four heating wires and overlapping with a part of the boat 40, but the present invention is not limited thereto.
  • the plurality of heating wires provided in the heater 310 can cover the entire width direction of the boat 40 to heat the entire bottom of the boat 40 more stably and alleviate the temperature gradient depending on the position of the boat 40. .
  • the shielding plate 320 surrounds the heater 310 and can prevent heat generated from the heater 310 from dissipating to the outside.
  • the shielding plate 320 is located on the bottom of the boat 40 so that the heater 310 is located inside, so that the heat generated by the heater 310 can be prevented from dissipating to the outside. there is.
  • the configuration of the heater 310 and the shielding plate 320 may be the same as the heater 120 and the shielding plate 130 of the boat loading device 10 described above, and detailed description thereof will be omitted.
  • the heater 310 may be a lamp that irradiates light
  • the shielding plate 320 may have an inclined shape so that the cross-sectional area decreases downward.
  • the inner surface of the shielding plate 320 may be made of a material that can reflect light.
  • the boat transfer device 30 can heat the boat 40 to a predetermined temperature through the heater 310 and then transfer it to the boat loading device 10 .
  • the boat transfer device 30 can heat the boat 40 to a predetermined temperature in advance while the boat 40 is loaded, thereby reducing the time required for heating in the process chamber 50.
  • the wafer processing system 1 includes at least one of the boat loading device 20, the boat transfer device 30, and the boat loading device 10 to load the boat 40 into the process chamber 50. Can be preheated. Through this, the time it takes for the process chamber 50 to heat the boat 40 can be reduced, and the temperature gradient between the outside and the center of the boat 40 can be alleviated.
  • the present disclosure may be used in the industry of boat loading devices and wafer processing devices including the same.

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Abstract

보트 로딩 장치는 복수 개의 웨이퍼가 적재된 보트를 프로세스 챔버에 투입하기 전에 로딩하는 장치로서, 상기 보트를 지지 및 이송하는 한 쌍의 패들 및 상기 한 쌍의 패들과 인접하며, 상기 보트의 저면에서 상기 보트를 가열하는 히터를 포함하고, 상기 히터가 소정의 온도까지 상기 보트를 가열한 후 상기 보트를 상기 프로세스 챔버에 투입할 수 있다.

Description

보트 로딩 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템
본 발명은 보트 로딩 장치 및 웨이퍼 처리 시스템에 관한 발명이다.
웨이퍼는 보트(boat)에 지지되어 보관 및 이송 후 프로세스 챔버로 이동하여 처리된다. 일반적으로 보트가 보관 및 이송되는 구역은 상온에 가까운 반면, 프로세스 챔버는 웨이퍼를 열처리하기 위해 수 백℃ 이상을 유지한다. 따라서 상온에 있던 보트와 웨이퍼를 프로세스 챔버에서 가열하는 데 많은 시간이 소요되며, 보트 및 웨이퍼에 위치별로 온도 차이가 발생한다. 이로 인해 보트와 웨이퍼의 온도 구배를 없애기 위한 대기 시간이 길어지고, 전체 열처리 시간이 증가함에 따라 제조 효율이 떨어지게 된다.
이를 해결하기 위한 종래 기술로서 보트를 프로세스 챔버에 투입하기 전에 예열 장비를 이용해 예열하는 기술이 있다. 예를 들어 종래의 예열 장비는 내부에 있는 보트를 감싸도록 원통 형상을 가지며, 내벽을 따라 위치하는 열선을 이용해 보트를 가열한다.
그러나 이러한 방식의 예열 장비는 복사열에 의존하여 보트를 가열하게 되는데, 열선이 있는 부분과 보트의 중심부 및 외부의 거리 차이로 인해 불균일한 온도 분포가 나타난다.
보트 로딩 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템은 보트 예열이 가능한 보트 로딩 장치 및 보트 로딩뿐만 아니라 보트 적재 및 보트 이송 공정에서도 예열이 가능한 웨이퍼 처리 시스템을 제공한다.
보트 로딩 장치는 복수 개의 웨이퍼가 적재된 보트를 프로세스 챔버에 투입하기 전에 로딩하는 장치로서, 상기 보트를 지지 및 이송하는 한 쌍의 패들 및 상기 한 쌍의 패들과 인접하며, 상기 보트의 저면에서 상기 보트를 가열하는 히터를 포함하고, 상기 히터가 소정의 온도까지 상기 보트를 가열한 후 상기 보트를 상기 프로세스 챔버에 투입할 수 있다.
상기 한 쌍의 패들은 상기 보트의 저면에 서로 이격되고, 상기 히터는 상기 한 쌍의 패들 사이에 있으며 폭 방향으로 상기 보트의 중심부와 중첩될 수 있다.
상기 히터는 적어도 상기 보트에 적재된 상기 복수 개의 웨이퍼의 길이 방향 전체에 위치할 수 있다.
상기 보트 로딩 장치는 상기 한 쌍의 패들 사이에 있으며, 상기 히터를 감싸는 차폐판을 더 포함할 수 있다.
상기 히터는 광을 조사하는 램프를 포함하고, 상기 차폐판은 상기 히터를 향하는 내측면이 상기 광을 반사할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
상기 차폐판은 폭 방향으로 양단이 상기 한 쌍의 패들과 인접하며, 하방으로 단면적이 점차 감소하도록 경사져 형성될 수 있다.
웨이퍼 처리 시스템은 복수 개의 웨이퍼가 적재된 보트를 소정의 분위기에서 가열하는 프로세스 챔버, 복수 개의 상기 보트를 적재하는 보트 적재 장치, 상기 보트를 이송하는 보트 이송 장치 및 상기 보트 이송 장치에서 이송된 보트를 로딩하며 상기 프로세스 챔버로 투입하는 보트 로딩 장치를 포함하고, 상기 보트 적재 장치, 상기 보트 이송 장치 및 상기 보트 로딩 장치 중 적어도 하나는 상기 보트를 상기 프로세스 챔버에 투입하기 전에 상기 보트를 예열할 수 있다.
상기 보트 적재 장치, 상기 보트 이송 장치 및 상기 보트 로딩 장치 중 적어도 하나는 상기 보트의 저면에 상기 보트의 중심부와 중첩되며, 상기 보트를 가열하는 히터를 포함할 수 있다.
상기 보트 적재 장치, 상기 보트 이송 장치 및 상기 보트 로딩 장치 중 적어도 하나는 상기 히터를 감싸는 차폐판을 더 포함할 수 있다.
웨이퍼 처리 시스템은 프로세서 챔버에 투입하기 전에 보트를 예열하여, 프로세스 챔버에서 보트를 가열하는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 또한 보트의 외측과 중심부 간의 온도 차이를 줄여, 웨이퍼 품질을 향상시킬 수 있다.
보트 로딩 장치, 보트 적재 장치 및 보트 이송 장치는 히터 및 차폐판을 이용해 보트의 중심부를 효과적으로 가열할 수 있다.
도 1은 웨이퍼 처리 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2 및 도 3은 보트 로딩 장치를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 보트 로딩 장치의 정면을 확대하여 나타낸다.
도 6은 보트 로딩 장치의 단면을 나타낸다.
도 7은 보트 로딩 장치의 저면을 나타낸다.
도 8은 보트 적재 장치를 나타낸다.
도 9는 보트 적재 장치의 단면을 나타낸다.
도 10은 보트 이송 장치를 나타낸다.
도 11은 보트 이송 장치의 단면을 나타낸다.
보트 로딩 장치는 복수 개의 웨이퍼가 적재된 보트를 프로세스 챔버에 투입하기 전에 로딩하는 장치로서, 상기 보트를 지지 및 이송하는 한 쌍의 패들 및 상기 한 쌍의 패들과 인접하며, 상기 보트의 저면에서 상기 보트를 가열하는 히터를 포함하고, 상기 히터가 소정의 온도까지 상기 보트를 가열한 후 상기 보트를 상기 프로세스 챔버에 투입할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 예시된 실시예를 참조하여 본 개시를 설명한다. 설명되는 실시예들은 본 명세서에서 설명되는 내용에 한정되지 않고 서로 다른 형태를 가질 수도 있다. 따라서 실시예는 본 발명의 측면 및 특징을 설명하기 위해 도면을 참조하여 이하에서 설명될 뿐이다.
본 개시는 다양한 실시예 및 변형예를 포함하며, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 아래의 설명에서 설명하고자 한다. 그러나 본 개시는 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 사상 및 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함한다.
요소(element) 또는 층(layer)이 다른 요소 또는 층의 "위에" 있거나, 다른 요소 또는 층에 "연결"되거나 또는 "결합"된 것으로 지칭될 때, 해당 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 상에 직접, 연결 또는 결합될 수 있다. 또는 하나 이상의 요소 또는 층이 추가로 존재할 수 있다. 요소 또는 층이 다른 요소 또는 레이어에 "바로 위에" 있거나, "직접 연결"되거나 또는 "직접 결합"되는 것으로 지칭될 때는 그 사이에 다른 중간 요소 또는 중간 층이 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1요소가 제2요소와 "결합" 또는 "연결"된다고 기재된 경우, 제1요소는 제2요소에 직접 결합 또는 연결될 수도 있고, 제1요소가 하나 이상의 중간 요소를 통해 제2요소에 간접적으로 결합 또는 연결될 수도 있다.
도면에서 다양한 요소, 층 등의 치수는 예시의 명확성을 위해 과장될 수 있다. 동일한 도면부호는 동일한 요소를 나타낼 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 연관된 나열된 항목 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 개시의 실시예를 설명할 때 "할 수 있다"의 사용은 "본 개시의 하나 이상의 실시예"와 관련이 있다. "적어도 하나" 및 "어떤 하나"와 같은 표현은 요소들의 리스트 앞에 올 때, 요소들의 전체 리스트를 변경하되 리스트의 개별 요소를 변경하지 않을 수 있다. 예를 들어, "a, b 또는 c 중 적어도 하나"라는 표현은 a만, b만, c만, a와 b 모두, a와 c 모두, b와 c 모두, a, b, c 모두 또는 그 변형을 나타낼 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "사용하다", "사용하는" 및 "사용되는"이라는 용어는 각각 "활용하다", "활용하는" 및 "활용되는"이라는 용어와 동의어로 간주될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "실질적으로", "약" 및 유사한 용어는 정도의 용어가 아닌 근사치의 용어로 사용되며, 통상의 기술자가 인식할 수 있는 측정 또는 계산된 값의 내재적 변동을 설명하기 위한 것이다.
제1, 제2, 제3 등의 용어가 본 명세서에서 다양한 요소, 구성요소(component), 영역(region), 층 및/또는 단면(section)을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 요소, 구성요소, 영역, 층 및/또는 단면이 이러한 용어로 제한되지 않는다. 이러한 용어는 하나의 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 단면을 다른 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 단면과 구별하는 데 사용된다. 따라서 아래에서 논의되는 제1요소, 제1구성요소, 제1영역, 제1층 또는 제1단면은 예시적인 실시예의 개시로부터 벗어나지 않고 제2요소, 제2구성요소, 제2영역, 제2층 또는 제2단면으로 명명될 수 있다.
"아래", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 다른 요소(들)에 대한 하나의 요소 또는 다른 요소와 특징의 관계 또는 그림에 설명된 기능(들)을 설명하기 위해 설명의 편의를 목적으로 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 묘사된 방향에 더하여 사용 또는 작동 중인 장치의 다른 방향을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집힌 경우, 다른 요소 또는 특징의 “아래” 또는 “하부”로 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징의 “위”또는 “상부”로 배향될 수 있다. 따라서, "아래"라는 용어는 위 및 아래의 방향을 모두 포함할 수 있다. 장치는 다른 방향(90도 회전 또는 다른 방향으로)으로 향할 수 있으며 본 명세서에서 사용된 공간적으로 상대적인 설명어는 이에 따라 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수형은 문맥상 명백하게 다르게 나타내지 않는 한 복수형도 포함할 수 있다. "포함하다", "구비하다", "구성하다"라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때 명시된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소를 특정하나, 하나 이상의 다른 기능, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
실시예가 프로세스로 구현될 수 있는 경우, 특정 프로세스 순서는 설명된 순서와 다르게 수행될 수 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 개의 프로세스는 동시에 또는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명된 순서와 역순으로 수행될 수도 있다.
도 1은 웨이퍼 처리 시스템(1)을 개략적으로 나타내고, 도 2 및 도 3은 보트 로딩 장치(10)를 나타내고, 도 4 및 도 5는 보트 로딩 장치(10)의 정면을 확대하여 나타내고, 도 6은 보트 로딩 장치(10)의 단면을 나타내고, 도 7은 보트 로딩 장치(10)의 저면을 나타낸다. 예를 들어 도 7은 차폐판(130)을 제거한 보트 로딩 장치(10)의 저면을 나타낸다.
웨이퍼 처리 시스템(1)은 웨이퍼(W)를 처리하는 일련의 공정과 이를 처리하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어 웨이퍼 처리 시스템(1)은 웨이퍼(W)에 박막을 형성하기 위한 증차가 공정에 이용되는 시스템일 수 있다. 또는 웨이퍼 처리 시스템(1)은 반도체 제조 공정에 이용되는 다른 장치일 수 있다. 웨이퍼 처리 시스템(1)은 보트(40)와 보트 적재 장치(20), 보트 이송 장치(30), 보트 로딩 장치(10) 및 프로세스 챔버(50)를 포함할 수 있다.
보트(40)는 웨이퍼(W)를 적재 및 운반하기 위한 수단이다. 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 보트(40)는 내부에 복수 개의 웨이퍼(W)를 적재한 상태에서 도 1에 나타낸 바와 같이 보트 적재 장치(20), 보트 이송 장치(30), 보트 로딩 장치(10) 및 프로세스 챔버(50)를 순차 이동할 수 있다. 웨이퍼(W)는 보트(40) 내에 복수 개 적재될 수 있다. 예를 들어 일 방향(예를 들어 보트(40)의 길이 방향) 및 상기 일 방향과 교차하는 타 방향(예를 들어 보트(40)의 폭 방향)을 따라 배열할 수 있다. 웨이퍼(W)의 개수는 한정하지 않으며, 하나의 보트(40)에 10장 이상, 또는 100장 이상의 웨이퍼(W)가 적재될 수 있다.
보트(40)는 보트 적재 장치(20)에 적재된 상태에서 대기 공간에 있을 수 있다. 이후 보트 이송 장치(30)가 보트 적재 장치(20)에서 보트(40)를 보트 로딩 장치(10)로 이송한다. 보트(40)는 보트 로딩 장치(10)에서 대기 후, 프로세스 챔버(50)로 진입한다.
보트(40)는 바디(41) 및 가이드(43)를 포함할 수 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 바디(41)는 웨이퍼(W)가 적재되는 내부 공간을 구비한다. 복수 개의 웨이퍼(W)가 바디(41)의 내부에서 세워진 상태에서 서로 이격될 수 있다. 바디(41)의 저면에는 가이드(43)가 있으며, 가이드(43)는 아래로 돌출된 쐐기 형상을 가질 수 있다. 가이드(43)는 바디(41)의 저면에 위치하며, 패들(110)은 가이드(110)와 인접하게 위치할 수 있다. 예를 들어 가이드(43)는 2개의 가이드(43)를 포함하며, 2개의 가이드(43) 사이에 2개의 패들(110)이 지지될 수 있다.
프로세스 챔버(50)는 보트(40)가 내부에 투입되면 소정의 분위기에서 보트(40)를 가열하여 웨이퍼 처리 공정을 실시할 수 있다. 예를 들어 프로세스 챔버(50)는 보트(40)를 둘러싸는 열선 등의 히터를 이용해 보트(40)를 가열할 수 있다. 예를 들어 프로세스 챔버(50)는 증착 장치일 수 있다. 프로세스 챔버(50)는 증착용 가스를 공급받아 웨이퍼(W)를 열처리하여, 웨이퍼(W)에 박막을 형성할 수 있다. 또는 프로세스 챔버(50)는 반도체 제조 공정에 이용되는 다른 장치일 수 있다.
보트 로딩 장치(10)는 패들(110) 및 히터(120)를 포함할 수 있다.
패들(110)은 보트 로딩 장치(10)의 아래에 있으며 보트(40)를 지지 및 운반한다. 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 패들(110)은 일 방향(예를 들어 보트 로딩 장치(10)의 길이 방향)으로 연장되며 그 위에는 보트(40)가 안착될 수 있다. 패들(110)은 보트(40)를 지지한 상태에서 이동하여 보트(40)를 프로세스 챔버(50)로 이동시킬 수 있다. 또는 패들(110)이 보트(40)를 지지한 상태에서 별도의 푸셔나 슬라이더 등이 보트(40)를 밀어 프로세스 챔버(50)로 이동시킬 수 있다.
패들(110)은 한 쌍의 튜브로 이루어질 수 있다. 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 패들(110)은 일 방향(예를 들어 보트(40)의 길이 방향)으로 연장될 수 있으며, 한 쌍의 패들(110)이 폭 방향으로 이격될 수 있다. 또한 도 6에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 패들(110)의 중심부는 간격 L만큼 이격되며, 간격 L 사이에 후술하는 히터(120)가 위치할 수 있다.
히터(120)의 양단 사이의 거리 B는 보트(40)의 폭 A의 20% 내지 50%를 만족할 수 있다. B/A가 20% 미만일 경우, 히터(120)의 폭이 너무 작아 보트(40)를 충분히 가열할 수 없다. 또한 B/A가 50%를 초과할 경우, 히터(120)의 폭이 지나치게 커져 패들(110) 사이의 간격이 증가함에 따라 보트 로딩 장치(10)의 전체 크기가 과도하게 커지게 된다.
히터(120)는 보트 로딩 장치(10)의 일측에서 보트(40)를 가열한다. 히터(120)는 프로세스 챔버(50)로 투입되기 전 보트(40)를 미리 소정의 온도로 가열하여, 프로세스 챔버(50)에서 보트(40)를 가열하는 데 소요되는 시간을 줄여 전체 공정을 단축할 수 있다.
히터(120)는 보트(40)의 아래에 있을 수 있다. 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 보트(40)의 아래에서 보트(40)를 가열할 수 있다. 또한 히터(120)는 보트(40)보다 긴 길이를 가져, 일 방향(예를 들어 보트(40)의 길이 방향) 전체에 위치할 수 있다. 또는 히터(120)는 적어도 보트(40)에 있는 복수 개의 웨이퍼(W)를 모두 커버할 수 있는 길이를 가질 수 있다.
이와 같이 히터(120)가 보트(40)의 아래에서 보트(40)를 가열함으로써 보트(40)의 중심부의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다. 이를 통해 보트(40)의 외부에서 가열하는 방식에 비해 보트(40)의 외측과 중심부 간의 온도 차이를 낮출 수 있다.
히터(120)가 보트(40)를 가열하는 방식은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 히터(120)는 열선을 포함하며, 전류가 인가되면 소정의 온도로 가열되어 보트(40)를 가열할 수 있다.
일 실시예로 히터(120)는 패들(110)의 사이에 있을 수 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 히터(120)는 한 쌍의 패들(110) 사이에 있으며, 보트(40)의 저면과 접촉할 수 있다. 이에 따라 한 쌍의 패들(110)과 보트(40)에 의해 가열 영역이 구획되고, 가열 영역 내에 있는 히터(120)가 보트(40)의 저면을 집중적으로 가열할 수 있다.
히터(120)는 패들(110)과 높이 방향으로 이격될 수 있다. 예를 들어 도 6에 나타낸 바와 같이, 히터(120)의 중심부는 패들(110)의 중심부와 간격 D만큼 이격될 수 있다.
간격 D는 바디(41)의 하면에서 패들(110)의 중심부까지의 거리의 55% 이상, 바람직하게는 60% 내지 90%일 수 있다. 해당 비율이 60% 미만일 경우, 히터(120)의 크기가 증가함에 따라 패들(110)이 보다 넓게 이격되어 보트 로딩 장치(10)의 크기가 커진다. 또한 해당 비율이 90%를 초과할 경우, 히터(120)의 크기가 지나치게 작아져 가열 효율이 떨어지고, 차폐판(130)과 히터(120) 간의 거리가 멀어져 차폐판(130)이 히터(120)에서 발생하는 열을 효율적으로 차폐하거나 반사시킬 수 없다.
히터(120)는 복수 개의 열선을 포함할 수 있다. 예를 들어 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 히터(120)의 열선은 보트(40)의 저면에 있으며 U자 형상을 가질 수 있다. 보트(40)의 일단에서 연장된 히터(120)의 열선은 보트(40)의 타단에서 반대 방향으로 구부러져 다시 보트(40)의 타단으로 연장될 수 있다.
다른 실시예로 히터(120)는 타 방향(예를 들어 보트(40)의 폭 방향)으로 반복하여 굴곡되는 형상을 가질 수 있다. 즉 히터(120)는 한 쌍의 패들(110) 사이에서 일 방향(예를 들어 보트(40)의 길이 방향)으로 연장되면서 보트(40)의 폭 방향으로 U자 형으로 반복하여 굴곡될 수 있다.
히터(120)는 폭 방향으로 보트(40)의 중심부와 중첩될 수 있다. 이를 통해 보트(40)의 중심부를 보다 빠르게 목표 온도까지 가열하여, 프로세스 챔버(50) 내에서 보트(40)의 중심부와 외측의 온도 구배를 보다 균일하게 할 수 있다.
보트 로딩 장치(10)는 차폐판(130)을 더 포함할 수 있다. 차폐판(130)은 히터(120)에서 방출된 열이 보트 로딩 장치(10)의 외부로 발산되지 않도록 하여 히터(120)의 가열 효율을 높일 수 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 차폐판(130)은 한 쌍의 패들(110) 사이에 있으며 히터(120)를 감쌀 수 있다. 차폐판(130)은 폭 방향으로 양단이 한 쌍의 패들(110)에 인접하며, 이로부터 내측으로 연장되어 내부 공간을 형성할 수 있다. 차폐판(130)의 내부 공간에는 히터(120)가 있을 수 있다. 차폐판(130)은 히터(120)의 길이 방향 전체에 위치할 수 있다.
보트 로딩 장치(10)는 히터(120)가 소정의 온도까지 보트(40)를 가열한 후 보트(40)를 프로세스 챔버(50)에 투입할 수 있다.
보트 로딩 장치(10)는 전술한 구성 덕분에 히터(120)의 가열 구역을 보트(40)의 저면, 한 쌍의 패들(110) 사이 및 차폐판(130)의 내측으로 한정할 수 있다. 이에 따라 히터(120)에서 발생한 열이 보트 로딩 장치(10)의 외부, 예를 들어 보트 로딩 장치(10)의 저부로 발산되지 않도록 할 수 있다. 또한 차폐판(130)은 보트 로딩 장치(10)의 다른 구성보다 낮은 열전도율을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
차폐판(130)의 내부 공간은 단열을 위해 보트 로딩 장치(10)의 외부보다 희박한 분위기(atmosphere)를 가질 수 있다.
차폐판(130)의 저면은 한 쌍의 패들(110)의 저면보다 위에 있으며, 또한 패들(110)의 중심부보다 아래에 있을 수 있다. 이를 통해 패들(110)이 보트(40)를 이동시킬 때 차폐판(130)과의 간섭을 줄일 수 있다. 또한 히터(120)와 차폐판(130) 사이에 적절한 유격을 형성하여 차폐판(130)이 과도하게 가열되어 변형되지 않도록 할 수 있다.
차폐판(130)은 아래를 향해 내측으로 경사져 연장되는 형상을 가질 수 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 차폐판(130)은 하방으로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 이를 통해 차폐판(130)의 내부 공간, 즉 열용량을 줄임으로써 가열 효율을 높일 수 있다.
히터(120)는 특정 파장의 광을 조사하여 열을 발생시키는 램프를 더 포함할 수 있고, 차폐판(130)은 히터(120)를 향하는 내측면이 히터(120)에서 조사된 광을 반사시킬 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 이를 통해 히터(120)에서 조사된 광을 차폐판(130)이 반사시켜 보트(40)의 저면으로 집중시킬 수 있다.
보트 로딩 장치(10)는 클램프(140)를 포함할 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 클램프(140)는 한 쌍의 패들(110)의 일측에 있으며, 한 쌍의 패들(110)을 지지할 수 있다. 클램프(140)는 한 쌍의 패들(110)의 길이 방향 일단과 타단에 각각 1개씩 위치할 수 있으며, 또는 그 사이에 복수 개의 클램프(140)가 더 위치할 수 있다.
클램프(140)는 히터(120)의 길이 방향 양단에 각각 위치할 수 있다. 이를 통해 히터(120)에서 발생된 열이 패들(110), 보트(40), 차폐판(130) 및 클램프(140) 사이에 잔존하여 히터(120)의 가열 효율을 높일 수 있다.
보트 로딩 장치(10)는 전술한 구성 덕분에 프로세스 챔버(50)에 보트(40)가 투입되기 전에 보트(40)를 미리 소정의 온도로 가열할 수 있다. 이에 따라 프로세스 챔버(50)에서 보트(40)를 가열하는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 또한 히터(120)를 통해 보트(40)의 저면 중심부를 가열함으로써 프로세스 챔버(50)에서의 가열 공정 시 보트(40)의 외측과 중심부 간의 온도 구배를 균일하게 할 수 있다.
도 8은 보트 적재 장치(20)를 나타내고, 도 9는 보트 적재 장치(20)의 단면을 나타낸다.
보트 적재 장치(20)는 외부에서 유입된 보트(40)를 지정된 구역에 적재 및 보관한다. 예를 들어 도 8에 나타낸 바와 같이, 보트 적재 장치(20)는 내부에 복수 개의 보트(40)가 서로 분리되어 보관될 수 있다. 보트 적재 장치(20)의 형상과 크기 및 종류 등은 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어 보트 적재 장치(20)는 다단으로 이루어진 폐쇄된 선반 형상을 가질 수 있다.
보트 적재 장치(20)는 도어(21)를 포함할 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 보트 적재 장치(20)의 일측에 있는 도어(21)를 통해 내부에 적재된 보트(40)를 견인하거나 내부에 보트(40)를 진입시킬 수 있다.
보트 적재 장치(20)는 히터(210) 및 차폐판(220)을 포함할 수 있다. 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 히터(210)는 보트(40)와 함께 보트 적재 장치(20)의 내부에 위치할 수 있다. 예를 들어 히터(210)는 보트 적재 장치(20)에 적재된 복수 개의 보트(40) 각각에 대해 구비될 수 있다. 히터(210)는 보트(40)의 저면과 접촉하여 보트(40)를 가열할 수 있다. 이를 통해 보트 적재 장치(20)에서부터 보트(40)를 미리 가열시켜, 프로세스 챔버(50)에서 보트(40)를 가열시키는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
히터(210)는 복수 개의 열선으로 이루어질 수 있다. 또한 히터(210)는 보트(40)의 폭 방향으로 중심부와 중첩됨으로써, 보트(40)의 중심부를 집중적으로 가열할 수 있다. 히터(210)는 보트(40)의 길이 방향 전체를 커버할 수 있다. 또는 히터(210)는 보트(40)의 내부에 적재된 복수 개의 웨이퍼(W)의 길이 방향 전체를 커버할 수 있다.
또는 히터(210)는 보트(40)의 폭 방향 전체를 커버할 수 있다. 즉, 도 9에는 히터(210)가 4개의 열선을 구비하며 보트(40)의 일부와 중첩되는 것으로 나타냈으나 이에 한정하지 않는다. 히터(210)에 구비된 복수 개의 열선은 보트(40)의 폭 방향 전체를 커버하여 보트(40)의 저면 전체를 보다 안정적으로 가열하여 보트(40)의 위치에 따른 온도 구배를 완화시킬 수 있다.
차폐판(220)은 히터(210)를 감싸며, 히터(210)에서 발생한 열이 외부로 발산하지 않도록 할 수 있다. 예를 들어 도 9에 나타낸 바와 같이, 차폐판(220)은 내부에 히터(210)가 위치하도록 보트(40)의 저면에 위치하며, 히터(210)에서 발생한 열이 외부로 발산되지 않도록 할 수 있다.
히터(210) 및 차폐판(220)의 구성은 전술한 보트 로딩 장치(10)의 히터(120) 및 차폐판(130)과 동일할 수 있으며 이에 관한 상세한 설명은 생략한다. 예를 들어 히터(210)는 광을 조사하는 램프일 수 있으며, 차폐판(220)은 아래를 향해 단면적이 감소하도록 경사진 형상을 가질 수 있다. 또한 차폐판(220)은 내측면이 광을 반사시킬 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
히터(210)와 차폐판(220)은 보트(40)와 탈착 가능할 수 있다. 예를 들어 히터(210) 및 차폐판(220)은 하우징 내에 있으며, 별도의 롤러나 슬라이더 등을 통해 보트(40)에 대해 상대 이동 가능할 수 있다. 또한 히터(210) 및 차폐판(220)은 보트 적재 장치(20)가 고정된 상태일 수 있다.
보트 적재 장치(20)는 히터(210)가 소정의 온도까지 보트(40)를 가열하면 이를 웨이퍼 처리 시스템(1)에 알리고, 웨이퍼 처리 시스템(1)은 보트 이송 장치(30)를 이용해 보트(40)를 보트 적재 장치(20)에서 꺼낼 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 보트 적재 장치(20)는 보트(40)가 적재된 상태에서 미리 보트(40)를 소정의 온도까지 가열하여, 프로세스 챔버(50)에서 가열에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 10은 보트 이송 장치(30)를 나타내고, 도 11은 보트 이송 장치(30)의 단면을 나타낸다.
보트 이송 장치(30)는 보트 적재 장치(20)에서 보트(40)를 꺼내 이를 보트 로딩 장치(10)로 이송한다.
보트 이송 장치(30)는 길이 방향으로 길게 연장되며 보트 이송 장치(30)의 다른 구성을 지지하는 메인 프레임(31)과 메인 프레임(31) 상에 있는 복수 개의 서브 프레임(32)을 포함할 수 있다. 서브 프레임(32) 상에는 보트(40)를 지지하는 지지 플레이트(33)가 위치하며 지지 플레이트(33)의 일단에는 조작부(35)가, 타단에는 고정부(36)가 위치할 수 있다. 또한 조작부(35)의 일측에는 푸셔(34)가 있으며 조작부(35)의 동작에 의해 푸셔(34)가 지지 플레이트(33) 상에서 슬라이딩 또는 롤링하면서 보트(40)를 가압하여 이동시킬 수 있다.
보트 이송 장치(30)는 히터(310)와 차폐판(320)을 포함할 수 있다. 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 히터(310) 및 차폐판(320)은 지지 플레이트(33)의 내측에 위치하여 보트(40)를 가열할 수 있다.
히터(310)는 지지 플레이트(33)의 내측에 길이 방향을 따라 위치하며, 보트(40)와 동일하거나 그보다 긴 길이를 가질 수 있다. 또는 히터(310)는 적어도 보트(40)에 적재된 복수 개의 웨이퍼(W)의 전체 길이보다 긴 길이를 가질 수 있다. 다른 실시예로 히터(310)는 지지 플레이트(33)의 전체에 위치할 수 있다. 히터(310)는 보트 이송 장치(30)가 보트(40)를 이송하는 과정에서 보트(40)를 미리 가열시켜, 프로세스 챔버(50)에서 보트(40)를 가열시키는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
히터(310)는 복수 개의 열선으로 이루어질 수 있다. 또한 히터(310)는 보트(40)의 폭 방향으로 중심부와 중첩됨으로써, 보트(40)의 중심부를 집중적으로 가열할 수 있다. 히터(310)는 보트(40)의 길이 방향 전체를 커버할 수 있다. 또는 히터(310)는 보트(40)의 내부에 적재된 복수 개의 웨이퍼(W)의 길이 방향 전체를 커버할 수 있다.
또는 히터(310)는 보트(40)의 폭 방향 전체를 커버할 수 있다. 즉, 도 11에는 히터(310)가 4개의 열선을 구비하며 보트(40)의 일부와 중첩되는 것으로 나타냈으나 이에 한정하지 않는다. 히터(310)에 구비된 복수 개의 열선은 보트(40)의 폭 방향 전체를 커버하여 보트(40)의 저면 전체를 보다 안정적으로 가열하여 보트(40)의 위치에 따른 온도 구배를 완화시킬 수 있다.
차폐판(320)은 히터(310)를 감싸며, 히터(310)에서 발생한 열이 외부로 발산하지 않도록 할 수 있다. 예를 들어 도 11에 나타낸 바와 같이, 차폐판(320)은 내부에 히터(310)가 위치하도록 보트(40)의 저면에 위치하여, 히터(310)에서 발생한 열이 외부로 발산되지 않도록 할 수 있다.
히터(310) 및 차폐판(320)의 구성은 전술한 보트 로딩 장치(10)의 히터(120) 및 차폐판(130)과 동일할 수 있으며 이에 관한 상세한 설명은 생략한다. 예를 들어 히터(310)는 광을 조사하는 램프일 수 있으며, 차폐판(320)은 아래를 향해 단면적이 감소하도록 경사진 형상을 가질 수 있다. 또한 차폐판(320)은 내측면이 광을 반사시킬 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
보트 이송 장치(30)는 히터(310)가 소정의 온도까지 보트(40)를 가열한 후 이를 보트 로딩 장치(10)로 이송할 수 있다.
보트 이송 장치(30)는 전술한 구성 덕분에 보트(40)가 적재된 상태에서 미리 보트(40)를 소정의 온도까지 가열하여, 프로세스 챔버(50)에서 가열에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
웨이퍼 처리 시스템(1)은 보트 적재 장치(20), 보트 이송 장치(30) 및 보트 로딩 장치(10) 중 적어도 하나가 보트(40)를 프로세스 챔버(50)에 투입하기 전에 보트(40)를 예열할 수 있다. 이를 통해 프로세스 챔버(50)가 보트(40)를 가열하는 데 소요되는 시간을 줄이고, 보트(40)의 외측과 중심부 간의 온도 구배를 완화할 수 있다.
이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.
본 개시는 보트 로딩 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 처리 장치의 산업에 이용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 복수 개의 웨이퍼가 적재된 보트를 프로세스 챔버에 투입하기 전에 로딩하는 장치로서,
    상기 보트를 지지 및 이송하는 한 쌍의 패들; 및
    상기 한 쌍의 패들과 인접하며, 상기 보트의 저면에서 상기 보트를 가열하는 히터;를 포함하고,
    상기 히터가 소정의 온도까지 상기 보트를 가열한 후 상기 보트를 상기 프로세스 챔버에 투입하는, 보트 로딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 패들은 상기 보트의 저면에 서로 이격되고,
    상기 히터는 상기 한 쌍의 패들 사이에 있으며 폭 방향으로 상기 보트의 중심부와 중첩되는, 보트 로딩 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 적어도 상기 보트에 적재된 상기 복수 개의 웨이퍼의 길이 방향 전체에 위치하는, 보트 로딩 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보트 로딩 장치는 상기 한 쌍의 패들 사이에 있으며, 상기 히터를 감싸는 차폐판을 더 포함하는, 보트 로딩 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 히터는 광을 조사하는 램프를 포함하고,
    상기 차폐판은 상기 히터를 향하는 내측면이 상기 광을 반사할 수 있는 재질로 이루어진, 보트 로딩 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 차폐판은 폭 방향으로 양단이 상기 한 쌍의 패들과 인접하며, 하방으로 단면적이 점차 감소하도록 경사져 형성되는, 보트 로딩 장치.
  7. 복수 개의 웨이퍼가 적재된 보트를 소정의 분위기에서 가열하는 프로세스 챔버, 복수 개의 상기 보트를 적재하는 보트 적재 장치, 상기 보트를 이송하는 보트 이송 장치 및 상기 보트 이송 장치에서 이송된 보트를 로딩하며 상기 프로세스 챔버로 투입하는 보트 로딩 장치를 포함하고,
    상기 보트 적재 장치, 상기 보트 이송 장치 및 상기 보트 로딩 장치 중 적어도 하나는 상기 보트를 상기 프로세스 챔버에 투입하기 전에 상기 보트를 예열하는, 웨이퍼 처리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보트 적재 장치, 상기 보트 이송 장치 및 상기 보트 로딩 장치 중 적어도 하나는 상기 보트의 저면에 상기 보트의 중심부와 중첩되며, 상기 보트를 가열하는 히터를 포함하는, 웨이퍼 처리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보트 적재 장치, 상기 보트 이송 장치 및 상기 보트 로딩 장치 중 적어도 하나는 상기 히터를 감싸는 차폐판을 더 포함하는, 웨이퍼 처리 시스템.
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