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KR100745867B1 - 수직열처리장치 및 피처리체를 운송하는 방법 - Google Patents

수직열처리장치 및 피처리체를 운송하는 방법 Download PDF

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KR100745867B1
KR100745867B1 KR1020010050801A KR20010050801A KR100745867B1 KR 100745867 B1 KR100745867 B1 KR 100745867B1 KR 1020010050801 A KR1020010050801 A KR 1020010050801A KR 20010050801 A KR20010050801 A KR 20010050801A KR 100745867 B1 KR100745867 B1 KR 100745867B1
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heat treatment
wafer
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하세가와고유
가타부치게이이치
와타나베신고
모치즈키신야
아키모토모토키
모토노히로시
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동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

피처리체가 소정의 처리를 수행하기 위해 개구부를 통하여 수직열처리장치에 반입될 때, 수납박스 운송영역을 피처리체 운송영역(웨이퍼운송영역)으로부터 분리하는 분리벽에 형성된 개구부 주변의 다양한 기구의 구조를 단순화할 수 있고, 공간의 절약에 기여할 수 있는 수직열처리장치를 제공한다.
소정의 열처리를 수행하기 위해 불활성가스의 분위기에서 피처리체 운송영역 (46)으로부터 피처리체 수납박스를 운송하기 위한 수납박스운송영역(44)을 분리하기 위한 분리벽(26) 안에 형성되어 있는, 개/폐뚜껑(10)에 의해 닫혀진 피처리체 수납박스(2) 안에 적재된 피처리체를 개구부(28)를 통하여 피처리체 운송영역(46)으로 운반하기 위한 수직열처리장치에서, 대기용 박스운송수단(60)이 피처리체 수납박스를 대기하도록 하는 개구부 주변의, 피처리체 운송영역에 운송된 다음 피처리체를 그 안에 수납하는, 피처리체 운송박스를 지지하기 위한 수납박스운송영역 안에 설치되어있다. 그리하여, 피처리체가, 소정의 처리를 수행하기 위하여 피처리체 운송영역(웨이퍼 운송영역)으로부터 수납박스 운송영역을 분리하는 분리벽의 개구부를 통하여 반입될 때, 개구부 주변의 다양한 기구들의 구조가 단순화되고, 공간이 절약된다.

Description

수직열처리장치 및 피처리체를 운송하는 방법{VERTICAL HEAT TREATMENT SYSTEM AND METHOD FOR TRANSFERRING OBJECT TO BE TREATED}
도 1은 첫 번째 발명에 따른 수직열처리장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타난 대기용 박스 운송수단의 확대된 평면도이다.
도 3은 대기용 박스 운송수단의 윗면도이다
도 4는 대기용 박스 운송수단의 작동을 설명하기 위한 작동설명도이다.
도 5는 피처리체 수납박스의 사시도이다.
도 6은 피처리체 수납박스의 뚜껑이 개방되어 있는 상태를 보여주는 사시도 이다.
도 7은 뚜껑용 잠금기구를 보여주는 도면이다.
도 8은 종래장치의 한 예의 주요부를 보여주는 확대도이다.
도 9는 또 다른 종래장치의 한 예의 주요부를 보여주는 확대도이다.
도 10은 두 번째 발명에 따른 열처리장치의 개략적인 구성의 한 예를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10에 나타난 열처리장치의 적재영역의 평면도이다.
도 12는 웨이퍼 운송기구의 구동수단의 구성의 한 예를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 13은 웨이퍼 운송기구가 보호동작개시위치와 보호위치에 있는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 14는 웨이퍼 운송기구의 보호동작 시에 베이스의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 15는 세 번째 발명에 따른 열처리장치의 전체 구조를 나타내는 사시도이다.
도 16은 도 15에 나타난 제1홀더적재부(보트단)의 상부에서 본 부분단면도이다.
도 17은 도 16의 선 A-B를 따라 절단한 제1홀더적재부의 부분단면도이다.
도 18은 도 16의 선 C-D를 따라 절단한 제1홀더적재부의 부분단면도이다.
도 19는 도 16의 화살표 E의 방향에서 보는 제1홀더적재부의 측면도이다.
도 20은 도 16의 화살표 F의 방향에서 보는 제1홀더적재부의 측면도이다.
도 21은 제1홀더적재부의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 22는 홀더가 적재되기 전의 제1홀더적재부를 나타내는 구성도이다.
도 23은 홀더가 적재된 제1홀더적재부를 나타내는 구성도이다.
도 24는 홀더의 위치가 조정된 때 제1홀더적재부를 나타내는 구성도이다.
도 25는 제1홀더적재부가 고정된 때와 웨이퍼가 운송된 홀더가 적재된 때에 제1홀더적재부를 나타내는 구성도이다.
도 26은 홀더가 제거된 때의 제1홀더적재부를 나타내는 구성도이다.
도 27은 홀더적재테이블의 위치가 복귀된 때의 제1홀더적재부를 나타내는 구성도이다.
도 28은 피처리체를 제1홀더운송부 상의 홀더에 운송하는 절차를 나타내는 플로우챠트이다.
도 29는 네 번째 발명에 따른 수직열처리장치의 바람직한 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 30은 다른 각도로 관찰되는, 도 29의 수직열처리장치를 나타내는 사시도이다.
도 31은 장치 본체의 뒷면으로부터 관찰되는, 도 29의 수직열처리장치의 가스순환냉각기구의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 32는 뒷면에서 관찰되는, 도 29의 수직열처리장치를 나타내는 도면이다.
도 33은 도 29의 수직열처리장치의 안전기구를 나타내는 도면이다.
도 34는 FFU에 대면하는 측면으로부터 관찰되는, 도 31의 가스순환냉각기구를 구성되는 상부 및 하부 라디에이터의 단면도이다.
도 35는 도 31의 가스순환냉각기구에 의한 질소가스의 흐름을 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
2 : 피처리체 수납박스 6 : 박스용기
10 : 개구부 24 : 손잡이
26, 1012, 2012 : 분리벽 28 : 개구부
30 : 적재테이블 32 : 도어
34 : 개폐기구 40 : 처리장치
42, 1011, 2010 : 수납체 44 : 수납박스운송영역
46 : 웨이퍼운송영역 50 : 적재부
56 : 처리기구 60 : 대기용 박스운송수단
84 : 처리용기 100 : 가이드레일
102 : 승강기 106 : 암부
108 : 박스지탱부 110 : 조부(claw)
W : 반도체 웨이퍼(피처리체) 1010 : 수직열처리장치
1013 : 반입·반출구 1014 : 반입·반출단
1015 : 센서기구 1016 : 캐리어저장부
1017 : 노치정렬기구 Sa : 캐리어운송영역
Sb : 적재영역 1020, 2014 : 캐리어
1020A : 뚜껑 1021 : 캐리어적재부
1022 : 개구부 1023 : 도어
1025 : 캐리어운송기구 1025A : 승강가이드
1025B : 승강암 1025C : 반송암
1251 : 제1암 1252 : 제2암
1028 : 열처리로(furnace) 1028A : 바닥끝개구부
1030 : 보트승강기구 1031 : 웨이퍼보트
1032A : 승강가이드 1032B : 적재테이블
1033 : 셔터 1034 : 셔터구동기구
1035 : 보트적재부 1035A : 제1적재부
1035B : 제2적재부 1036 : 보트운송기구
1036A : 제1암 1036B : 지지암
1036C : 개구부 1040 : 웨이퍼운송기구
1041 : 승강가이드 1042 : 회전암
1421 : 회전중심축 1043 : 운송헤드
1431 : 적재헤드의 회전중심축 1044 : 지지암
1045 : 신축기구 1451 : 신축기구의 회전중심축
1051 : 벨트전송기구 1511 : 고정풀리의 중심축
1512 : 피구동풀리의 중심축 1052A : 고정풀리
1052B : 구동풀리 1053 : 피구동풀리
1054 : 밸트 1056 : 연결부
2015 : FIMS도어 2016 : 홀더
2160 : 홀더바닥판 2162 : 원형외주
2164 : 개구부 2017 : 뚜껑
2018 : 열처리로 2020 : 캐리어반입·반출구
2022 : 적재포트 2024 : 운송기구
2026 : 저장부 2027 : 캐리어적재부
2028 : 캐리어운송기구 2018a : 승강기구
2028b : 승강암 2028c : 암
2028d : 운송암 2030 : 도어
2032 : 뚜껑 2034 : 승강기구
2036 : 셔터 2038 : 제1홀더적재부
2040 : 제2홀더적재부 2042 : 홀더운송기구
2042a : 암 2042b : 지지암
2044 : 운송기구 2044a : 승강기구
2044b, 2044c : 암 2044d : 지지암
2050 : 홀더적재테이블 2050a : 홀더적재테이블 몸체
2050b : 상부레일부 2052, 2054a, 2054b : 개구부
2056 : 베이스 2056a : 베이스상부판
2056b : 베이스하부판 2056c : 연결부
2056d : 하부레일부 2057a, 2057b,2057c,2057d :개구부
2060 : 볼 2062 : 볼보관기
2064a, 2064b : 공기실린더 2066a, 2066b, 2076a : 축
2068a, 2068b : 돌출부 2070a, 2070b : 공기실린더 홀더
2072a, 2072b, 2780a : 나사 2074a, 2074b :공기실린더
2077a, 2077b : 이동기구 2078a, 2078b, 2078c : 판스프링
2782 : 고정부 2082a, 2082b : 나선형스프링
2784a,2782b,2786a,2786b:탄성부 2064a, 2064b : 공기실린더
2068a, 2068b : 돌출부 2078a, 2078b : 이동기구
2084a, 2086a, 2086b : 스프링고정장치
3001 : 수직열처리장치 3018 : 열처리로
3053 : 순환덕트 3061 : 가스순환냉각기구
3062 : 로구 3063 : 송풍포트
3064 : 필터 3065 : FFU(Filter Fan Unit)
3066 : 상부라디에이터 3067, 3068 : 흡기팬
3069 : 흡기포트 3070 : 하부라디에이터
3071 : 송풍팬 3072, 3073 : 관
3074 : 연결관 3075, 3076 : 팬
3053a, 3053b, 3053c : 관부
<기술분야>
첫 번째 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼와 같은 피처리체를 밀폐적으로 수용하는 피처리체 수납박스를 사용하는 수직열처리장치에 관한 것이다.
두 번째 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 피처리체에 산화, 확산, 서냉 및, CVD와 같은 처리를 수행하기 위해 사용되는 수직열처리장치와 수직열처리장치의 제어 방법에 관한 것이다.
세 번째 발명은 처리될 열처리물의 수직열처리장치와, 피처리체를 운송하는 방법 및, 보다 구체적으로는 피처리체를 지지하기 위한 홀더를 정렬할 수 있는 수직열처리장치와 피처리체 운송방법에 관한 것이다.
네 번째 발명은 반도체 소자등을 제조하는 단계에서 사용하기 위한 열처리장치에 관한 것이다.
<종래기술>
첫 번째 발명의 배경은 아래에 기술될 것이다.
일반적으로, IC나 LSI와 같은 반도체 집적회로를 제작하기 위하여, 다양한 증착(Deposition), 산화, 확산 및 식각공정이 반도체 웨이퍼에 반복적으로 수행된다. 각각의 공정이 수행될 때, 반도체 웨이퍼를 그에 대응하는 장치에 운송하는 것이 필요하다. 이러한 경우, 잘 알려진 것처럼, 수율을 증가시키기 위해서, 불순물과 자연산화막이 반도체 웨이퍼 표면에 붙는 것을 방지하여야 한다. 그러므로, 초정밀의, 초밀집의 집적화의 요구의 증가에 맞추어, 밀폐된 피처리체 수납박스가 웨이퍼의 운송 시에 사용되는 경향이 있다. 도 5와 도 6에 나타난 것처럼, 피처리체 수납박스(2)는 그 한 끝에 개구부(4)를 가지며, 그 다른 끝에 실질적으로 반구형의 박스용기(6)를 가지고 있다. 다단 지지돌출부(8)는 박스용기(6)의 내벽에 설치되어 있고, 반도체 웨이퍼 (W)의 주변부가 그 안에서 지지되고 적재되어, 반도체 웨이퍼(W)는 실질적으로, 다단으로 동일한 간격으로 그 안에 수용될 수 있다. 박스용기(6)의 천정부에는, 용기를 잡을 수 있는 손잡이(24)가 설치되어 있다. 종종, 하나의 박스가 약 25매 또는 13매의 웨이퍼들을 그 안에 적재할 수 있다.
직사각형의 속이 빈 판상의 뚜껑(10)은 박스용기(6)의 개구부(4)로부터 착탈이 가능하다. 박스용기(6)의 내부에는 어느 정도 밀폐된 상태로 되어있고, N2가스와 같은 불활성가스 분위기에 있어, 그 안에 적재된 웨이퍼(W)들은 가능한 한 외부의 공기와 접촉하지 않는다.
뚜껑(10)은 두 개의 잠금기구(12)가 구비되어 있다. 잠금기구(12)를 풀어, 뚜껑(10)은 개구부(4)로부터 떨어진다.
구체적으로, 도 7에 나타난 것처럼, 잠금기구(12)의 각각은 높이방향으로 뚜껑(10)의 실질적인 중심에서 회전 가능한 원판형의 잠금판(14)을 가지고 있다. 상기 잠금판(14)은 길다랗고 쑥 들어간 키홈(16)(Key goove)이 형성되어 있다. 잠금판(14)의 위아래에는 한 쌍의 상승고정핀(20)이 설치되어 있으며, 그 각각은 원운동을 직선운동으로 바꾸는 크랭크기구와 같은 암(18)에 연결되어 있다. 고정판 (14)을 수직 및 반대방향으로 90도 회전시킴으로써, 위아래의 상승고정핀(20)은 수직방향으로 상승하고 고정된다.
도 6에 도시된 것처럼, 뚜껑(10)이 개구부 (4)로부터 떨어지는 것을 방지하기 위해 잠금시에 상승고정핀(20)의 끝은 안으로 들어가 핀홀 (22)에 채워지며, 여기서 핀홀(22)은 개구부(4)의 경계를 나타내는 위아래 모서리부에 형성되고, 도 6에는 단지 아래 모서리부만 도시되어 있다. 그러므로 만약 키부재들이 대응하는 키홈(16)에 채워져 있는 도 7(A)의 잠금상태에서 90도 회전하여 상승고정핀(20)을 도 7(B)에 나타난 △L의 거리만큼 후퇴시켜 핀홀(22)(도6에 도시된)의 바깥으로 잡아당기면, 뚜껑(10)은 풀림상태가 된다.
일반적으로, 상기에 설명된 수납박스(2)는 자동적으로 수납박스의 자동운송기구와 수집장치를 그 안에 일시적으로 저장하는 적재공간 및, 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리기구를 포함하는 처리장치에 운송된다. 더하여 키부재(26,Key member)들은 수납박스(2)의 뚜껑(10)이 상기에 설명된 공정에 의해 자동으로 착탈이 가능하도록 자동장치들에 의해 작동된다.
예를 들면, 그러한 처리장치는 일본 특개평 4-180213호와 일본 특개평 8-279546호, 일본 특개평 11-274267호 및, 출원인의 선행출원(일본 특허출원 11-201000호)에 나타나 있다.
구체적으로, 상기에 설명된 처리장치의 내부는 밀폐되고 그 안에 수납박스를 일시적으로 전달받아 적재하는 수납박스 운송영역과 반도체 웨이퍼를 운송하는 웨이퍼 운송영역으로 나누어져 있어, 반도체 웨이퍼는 수납박스를 열어 수납박스 바깥으로 실질적인 처리를 하기 위해 웨이퍼 보트나 비슷한 장치로 빼내진다. 수납박스 운송영역은 청정한 공기로 채워져 있으며, 웨이퍼 운송영역은 자연산화막이 형성되는 것을 막기 위해 N2 가스와 같은 불활성가스로 채워져 있다.
양 영역을 서로 분리하기 위한 분리벽은 개방과 폐쇄가 가능한 도어를 가지고 있다. 이러한 도어는 하나 또는 두 개의 개구부를 구비하고 있다. 수납박스는 개구부를 단단히 접촉할 수 있도록 설정되어 있다. 그리고 나서, 수납박스 뚜껑과 도어는 보호를 위해 웨이퍼 운송영역으로부터 제거된다. 이러한 상태에서, 반도체 웨이퍼는 웨이퍼 운송영역에 전달된다.
도 8과 도 9를 참고로 하여, 이때의 상태가 아래에 설명될 것이다.
도 8에 나타난 종래 장치의 예의 경우, 전체적으로 수직방향으로 이동될 수 있는 두 단의 상,하 적재테이블(30A 과 30B)이 분리벽(26)의 개구부(28)의 수납박스 운송영역 측에 구비되어 있고, 피처리체 수납박스(2)는 그 위에 고정되어 적재되어 있다. 개구부(28)를 개방, 폐쇄하기 위해 뚜껑(10)과 도어(32)를 제거하기 위한 개/폐기구(34)가 실질적으로 뚜껑(10)과 도어(32)를 동시에 제거하고, 그것들은 지지하는 동안 그것들을 위쪽 또는 아래쪽으로 피하여 보호되도록 하기 위해 설치되어 있다. 개/폐기구(34)에는 잠금과 해제를 위해 회전되는 도 6에 도시된 키홈 안으로 삽입되는 키부(도시되지 않음)가 구비되어 있다.
수납박스의 하나에 웨이퍼의 반출이 완료된 후에, 뚜껑(10)과 도어(32)는 다시 장착된다. 그 후에, 적재테이블(30A과 30B)은, 예를 들면 도시된 실시예에서 전체적으로 위방향으로 이동하며, 웨이퍼들은 새로 개구부(28)를 대면하는 수납박스(2)의 바깥으로, 상기에 설명된 같은 방식으로 반출된다.
더하여, 두 개의 수납박스(2)가 이와 같이 설정되는 이유는 웨이퍼의 반입/반출의 효율을 증가시키기 위함이다.
한편, 도 9에 나타난 종래 장치의 예의 경우, 분리벽(26)에는 개구부의 개방과 폐쇄를 위한 도어(32A과 32B)를 각각 구비한 상,하 개구부(28A과 28B)가 구비되어 있다. 개구부(28A과 28B)의 수납박스 이송영역의 내면에, 적재테이블(30A와 30B)들이 각각 고정되어 적재되어 있다. 개구부(28A와 28B)들의 웨이퍼 이송영역 내면에, 두 개의 개/폐기구(34A와 34B)들이 각각 개구부(28A와 28B)들에 대응하도록 설치되어 있다. 상기에 설명된 것과 같은 방법으로, 뚜껑(10)과 도어(32A 또는 32B)들이 개구부(28A와 28B)들의 각각에 설치된 수납박스로부터, 개/폐기구(34A와 34B)들에 의해 제거된다. 더하여, 이들 개/폐기구들은, 선행 기술로써 상기에 설명된 일본 특개평 11-274267호등에 나타나 있다.
두 번째 발명의 배경은 아래에 설명될 것이다.
반도체 소자의 제조에 있어, 예를 들면 산화, 확산과 CVD의 다양한 처리들이 피처리체 역할을 하는 반도체 웨이퍼에 관하여 수행되어져야 한다. 그러한 처리를 수행하는 장치로서, 소위 수직열처리장치가 폭 넓게 사용되어지고 있다.
그러한 수직열처리장치로서, 효율의 개선의 측면으로부터, 복수의 반도체 웨이퍼들을 지지하는 지지부의 역할을 하는 두 개의 웨이퍼 보트를 사용하는 열처리장치가 알려져 있으며, 여기에서 열처리가 하나의 웨이퍼 보트에 대하여 수행될 때, 반도체 웨이퍼들이 다른 웨이퍼 보트에 운송된다.
종래의 열처리장치는, 바닥부에 개구부를 가지는 수직열처리장치가 설치된 적재영역과 캐리어 운송영역을 구획 짓는 분리벽에 의해 앞,뒤 부분으로 분리되는 수납부를 가지고 있다. 적재영역은, 열처리로(furnace)의 내부와 외부로 웨이퍼 보트를 나르기 위해 수직방향으로 움직이는 승강구인 보트승강기와, 수납부의 한쪽 면의 앞,뒤에 설치된 두 개의 보트적재부로 구성된 지지적재부와, 보트적재부와 보 트승강기 사이에 웨이퍼보트를 운송하는 지지운송기구인 보트운송기구 및, 보트적재부에 지지된 웨이퍼 보트에 대하여 반도체 웨이퍼를 운송하는 피처리체 운송기구인 웨이퍼 운송기구로 구성되어 있다.
이러한 수직열처리장치는 웨이퍼 운송기구와 보트운송기구가 서로 중첩되는 동작공간영역을 가지고 있다. 반도체 웨이퍼가 운송될 때, 보트운송기구는 동작공간영역 아래의 보호지점으로 운반되고, 웨이퍼 보트가 운송될 때, 웨이퍼 운송기구는 동작공간영역 아래의 보호지점으로 운반된다.
세 번째 발명의 배경은 아래에 설명될 것이다.
반도체 제조공정에서, 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라 부름)와 같은 피처리체를 열처리하기 위한 장치중의 하나로서, 일괄처리를 수행하는 수직열처리장치가 있다. 이러한 장치에서, 피처리체의 역할을 하는 복수의 웨이퍼들이 적재되는 동안 홀더(holder,boat)위에 고정되고, 이러한 홀더는, 예를 들어 CVD(Chemical Vapor Deposition)와 산화의 열처리를 수행하기 위해 수직열처리로(furnace)에 운반된다.
수직열처리장치는 그 안에 홀더를 받치기 위한 홀더적재부(지지부받침기구, 보트단)를 가지고 있다. 피처리체는 홀더적재부위에 받쳐 있는 홀더에 운송되어 고정된다. 그 후에, 피처리체가 고정되어 있는 홀더적재부는 수직열처리장치의 처리조 내에 수납되고, 피처리체는 열처리된다.
네 번째 발명의 배경이 아래에 설명될 것이다.
반도체 제작공정에서, 반도체 웨이퍼와 같은 열처리될 피처리체를 위한 장치중의 하나로서, 일괄처리를 수행하기 위한 수직열처리장치가 있다. 이러한 장치에 서, 복수의 웨이퍼들은 웨이퍼 보트와 같은 다단 홀더 위에 고정되고, 이러한 홀더는, 확산, 산화 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition)과 같은 다양한 열처리를 수행하기 위해 수직열처리로(furnace) 내에 운송된다.
최근에, 수직열처리장치와 같은 열처리로(furnace)의 내부나 외부로 웨이퍼를 이송하기 위한 적재영역이라 불리는 영역에서 웨이퍼 위의 불순물이나 자연산화막에 의한 오염이 생성되는 것을 확실히 막기 위해, 그 내부에서 적재영역이 외부의 공기로부터 고립되고, 질소가스와 같은 불활성가스의 대기를 형성하는 밀폐영역으로 분리되고, 웨이퍼를 반입·반송하는 밀폐형 장치나 이와 비슷한 장치가 실제로 사용되고 있다.
그런데, 열처리후의 가열된 웨이퍼는 열처리로(furnace)로부터 상기 설명된 적재영역에 이송되며, 적재영역의 온도가 높아 냉각장치를 설치하는 것이 요구된다. 이러한 냉각기구는, 주로 열로부터, 영역 내부를 정재하기 위한 필터나 이와 비슷한 장치를 보호하기 위하여 설치된다. 그러므로, 영역내의 불순물이 날리는 것을 억제하기 위한 관점에서, 냉각기구는 흡입구의 근방, 즉 상대적으로 적재영역의 하측에 설치된다.
첫 번째 발명은, 종래 장치의 상기의 예들에서, 웨이퍼 보트로의 웨이퍼의 운송효율을 크게 향상시켜 웨이퍼를 웨이퍼의 운송영역 내부에 운송할 수 있도록 두 개의 수납박스들은 하나 또는 두 개의 개구부의 근방에 설치될 수 있다.
그러나, 도 8에 나타난 종래 장치의 예의 경우, 두 개의 적재테이블(30A와 30B)들은 수직방향으로 이송되도록 설치된다. 그러므로, 이러한 영역에 세 개의 수납박스를 위한 넓은 공간을 확보할 필요가 있다는 문제점이 있다.
도 9에 나타난 종래 장치의 예의 경우, 단 두 개의 수납박스를 위한 공간만이 제공되는 것으로 충분하다. 그러나, 이런 경우, 복잡한 구조를 가지고 상대적으로 가격이 비싸 비용이 증가하는, 두 개의 개/폐기구(34A와 34B)를 설치해야 할 필요가 있다는 문제점이 있다.
특히, 도 9에 나타난 개/폐기구(34A와 34B)들의 경우, 구조가 개/폐기구들 상호간의 간섭을 피하기 위해 복잡하게 고안되어야 하므로, 보다 높은 비용의 원인이 된다.
두 번째 발명은, 종래장치에 있어, 웨이퍼 운송기구의 보호지점은 상기 설명된 구조로 수직열처리장치 위에 설치된다. 그러므로, 웨이퍼 보트가 열처리로 (furnace)의 외부로 운송될 때, 웨이퍼 운송기구는 열처리 후에 웨이퍼 보트와 열처리로(furnace)의 바닥 끝 개구부로부터 열의 영향을 받기 쉽고, 보호지점에서 웨이퍼 운송기구의 온도는 때때로 섭씨 150도에 달하므로, 웨이퍼 운송기구 내의 제어장치등의 오류에 의해 오랜 기간동안 장치를 안전하게 작동하는 것이 어렵다.
최근에, 또한 반도체 웨이퍼당 칩의 수율을 증가시키기 위해 반도체 웨이퍼의 직경의 증가가 요구되어져 왔다. 예를 들면, 12인치(300mm) 직경을 가지는 반도체 웨이퍼가 열처리되는 것이 요구되어져 왔다.
그러나, 반도체 웨이퍼 크기의 증가와 함께, 수직열처리장치의 폭, 길이 및, 높이가 증가하여, 열처리장치 설비의 마루 면적과 천정 높이가 또한 증가한다. 그 러므로, 수직열처리장치의 생산비용과 유지비용이 증가하여, 수직열처리장치를 축소하는 것이 요구된다.
세 번째 발명은, 종래의 기술에 있어, 피처리체가 열처리될 때, 열처리챔버의 내부와 피처리체 사이의 위치관계가 중요하다. 온도구배와 대기 가스의 농도구배가 열처리챔버 내에 존재하기 때문에, 이러한 구배의 중심이 피처리체 역할을 하는 웨이퍼의 중심에 일치하도록 열처리챔버 내에 피처리체를 배치하는 것이 필요하다. 만약 열처리가 이러한 중심이 일치하지 않는 상태에서 수행되면, 피처리체 위에 형성되는 막의 두께치가 불균일하게 된다.
열처리챔버와 피처리체의 위치관계를 일정하게 하게 위하여, 홀더와 피처리체의 위치관계를 일정하게 하는 것이 효과적이다.
홀더(holder, boat)가 홀더적재부(홀더받침기구, 보트단) 위에 적재될 때, 위치이동이 발생하는 경우가 있고, 피처리체가 운송될 때, 위치오류가 피처리체와 홀더 사이의 위치관계의 오류를 발생할 가능성이 있다.
네 번째 발명에 있어, 상기에 설명된 종래의 냉각기구는 다음의 문제점을 가지고 있다. 즉, 최근에, 반도체소자의 생산성을 더욱 개선하기 위해, 피처리체 역할을 하는 웨이퍼의 크기가 8인치(약 200mm) 직경에서 상대적으로 큰 12인치(약 300mm)의 직경으로 바뀌고 있다. 이러한 큰 크기의 웨이퍼가, 열처리된 큰 직경의 열처리로(furnace)로부터 반출될 때, 로(furnace)의 로구(throat)로부터 많은 열이 방출되는 것은 물론, 큰 구경의 웨이퍼 및 웨이퍼 보트로부터 동시에 방출되는 다량의 복사에 의해 적재영역의 온도가 상승하여, 영역 내에 설치된 전자부품을 포함한 다양한 제어부품이 손상되는 문제점이 있다.
더욱이, 적재영역의 온도가 갑자기 고온으로 상승하는 현상은, 영역내의 불활성가스를 순환시키는 밀폐형(불활성가스 정화박스형)장치의 경우에 더 심각한 문제를 야기한다.
첫 번째 발명은 상기에 설명된 문제점들을 효과적으로 해결하기 위하여 만들어 졌다. 첫 번째 발명의 목적은 수납박스 운송영역과 피처리체 운송영역(웨이퍼 운송영역)을 나누는 분리벽에 형성된 개구부 근방의 다양한 기구들의 구조를 간단하게 할 수 있으며, 또한 피처리체가 소정의 처리를 하기 위해 개구부를 통하여 수직열처리장치에 운송될 때, 공간절약에 기여할 수 있는 수직열처리장치를 제공하는 것이다.
첫 번째 발명에 따라, 개/폐뚜껑에 의하여 밀폐된 피처리체수납박스 안에 수납된 피처리체를, 피처리체 수납박스를 운송하는 수납박스 운송영역과 불활성가스의 분위기의 피처리체 운송영역으로 나누는 분리벽에 형성된 개구부를 통하여, 소정의 처리를 하기 위해 피처리체 운송영역에 이송하는 수직열처리장치가 제공되며, 여기에서 피처리체 운송박스를 대기시키기 위해, 개구부영역에 피처리체 운송영역 내에 이송될 다음 피처리체를 그 안에 수납하는 피처리체 운송박스를 지지하기 위한 대기용 박스운송수단이 수납박스운송영역 내에 설치되어 있다.
그리하여, 피처리체가 하나의 피처리체 수납박스에서 분리벽의 또는 이와 같은 장치의 분리벽의 개구부를 통하여 피처리체 운송영역에 이송될 때, 대기용 박스 운송수단은 다음 피처리체 수납박스를 개구부(적재테이블)의 근방에 대기시키며, 마지막 피처리체 수납박스 안의 피처리체가 완전히 이송된 후, 즉시 대기중인 피처리체 운송박스는 피처리체를 이송하기 위한 개구부에 맞춰질 수 있다.
그러므로, 피처리체 운송영역 내에 또는 피처리체 운송영역에 피처리체의 운송과 이송은 구조를 너무 복잡하게 하지 않고, 공간을 절약하면서, 빠르고 효율적으로 수행될 수 있다.
이러한 경우, 예를 들면, 수납박스 운송영역에, 그 안에 피처리체 수납박스를 일시적으로 저장하는 저장영역과 개구부에 설치된 적재테이블에 저장부 안의 피처리체 수납박스를 운송하기 위한 박스운송암이 설치될 수 있다.
더하여, 개/폐도어가 개구부에 설치될 수 있으며, 개/폐도어와 개/폐뚜껑이 보호될 수 있는 개/폐도어와 개/폐뚜껑을 제거하기 위한 개/폐기구들이 피처리체 운송영역에 설치될 수 있다.
두 번째 발명은 상기에 설명된 상황에서 제작되었다. 본 발명의 목적은 홀더가 열처리로(furnace)의 바깥으로 이동될 때, 피처리체 운송기구에 열의 영향이 적은 수직열처리장치를 제공하는 것이다.
두 번째 발명의 또 다른 목적은 높은 효율을 가지는 작은 수직열처리장치를 제공하는 것이다.
더하여 두 번째 발명의 목적은 수직열처리장치의 안정한 작동의 제어방법을 제공하는 것이다.
두 번째 발명에 따라, 수직열처리장치는, 피처리체가 고정된 홀더를 열처리로(furnace)에 반입·반송하기 위해 수직으로 움직이는 승강기구와; 피처리체를 운송하기 위해 그 위에 홀더를 적재하기 위한 홀더적재부와; 승강기구와 홀더적재부 사이로 홀더를 운송하기 위한 홀더운송기구 및; 피처리체를 홀더운송부 위에 지지된 홀더에 운송하고, 홀더운송기구의 동작공간영역과 중첩되는 동작공간영역을 가지는 피처리체 운송기구로 구성되어 있으며, 상기에서 피처리체 운송기구는 수직으로 팽창하는 회전중심축의 주위로 회전가능 하도록 지지된 회전암과 수평면 위에 회전가능 하도록 회전암의 선단에 설치된 운송헤드로 구성되며, 피처리체 운송기구의 운송헤드를 아래쪽에 위치한 승강기구의 외주면을 따라 수평면 내에 이동시켜, 운송헤드가 수납체의 측면부에서 보호되도록 하는 보호기능을 가지는 구동수단을 더욱 포함한다.
두 번째 발명에 따른 수직열처리장치에 있어, 피처리체 운송기구의 구동수단의 보호기능은, 운송헤드 자체가 그 축을 중심으로 운송헤드의 회전방향의 반대방향으로 회전하도록 하는 동안, 피처리체 운송기구의 운송헤드가 회전암의 회전중심축 주위를 회전하도록 하여 운송헤드가 수납체의 측면에서 보호되도록 하는 것이 바람직하다.
더하여, 두 번째 발명에 따른 수직열처리장치에 있어서, 피처리체 운송기구의 구동수단의 보호기능은 바람직하게는 운송헤드가 동작공간영역에서 참조위치에 위치되어 있는 상태로부터 피처리체 운송기구의 운송헤드를 작동시킨다.
더욱이, 두 번째 발명에 따른 수직열처리장치에 있어서, 피처리체 운송기구의 구동수단은 바람직하게는 회전암을 회전시키기 위한 신축기구와 회전암의 회전운동을 운송헤드에 전달하는 벨트전달기구로 구성되어 있다. 이러한 경우, 동작공간영역상의 참조위치는 벨트전달기구 내에 풀리비(pulley ratio)에 의해 설정된다.
두 번째 발명에 따라, 수직열처리장치를 제어하기 위한, 피처리체가 고정되는 홀더를 열처리로 안팍으로 이동시키기 위해 수직으로 이동하는 승강기구와; 피처리체를 운송하기 위해 그 위에 홀더를 적재하는 홀더적재부와; 승강기구와 홀더적재부 사이에서 홀더를 운송하는 홀더운송기구 및; 홀더운송부 위에 지지된 홀더에 피처리체를 운송하고, 홀더운송기구의 동작공간영역과 중첩되는 동작공간영역을 가지며, 수직으로 팽창하는 회전중심축에 대하여 회전되도록 지지된 회전암과 수평면 위에서 회전되도록 회전암의 끝단부에 설치된 운송헤드로 구성된 피처리체 운송기구로 구성된 방법이 제공되며, 여기에 있어 피처리체 운송기구의 운송헤드가 홀더운송기구가 작동될 때, 하단에 위치한 승강기구의 외주면을 따라 수평면 위에서 움직인다.
두 번째 발명에 따른 제어방법에 있어서, 피처리체 운송기구의 운송헤드는, 운송헤드 자체가 운송헤드의 회전방향에 반대방향으로 회전축 위에서 회전되어지는 동안, 회전암의 회전중심축 주위를 회전되어지고, 수납체의 측면에서 보호되어질 수 있다.
두 번째 발명의 수직열처리장치에 있어서, 홀더가 운송될 때, 피처리체 운송기구는 수납체의 측면에서 보호되어, 운송중의 홀더는 피처리체 운송기구와 간섭하지 않는다. 더하여, 피처리체 운송기구는 하단에 위치한 승강기구와 같은 면에서 보호되어, 열처리로(furnace) 등으로부터 열의 영향이 매우 작을 수 있다.
더하여, 보호작용을 위해 필요한 공간은, 피처리체 운송기구의 운송헤드가 승강기구의 외주면을 따라 움직이도록 하여, 감소될 수 있으며, 홀더적재부 등은 공간활용율이 매우 높게 배치되어, 전 장치는 높은 효율을 유지하는 반면 크기가 축소될 수 있다.
본 발명의 제어방법에 따라, 운송중 홀더가 피처리체 운송기구와 간섭을 확실히 방지하는 것이 가능하며, 열처리로 등으로부터의 열의 영향이 매우 작아져, 수직열처리장치를 안정적으로 작동하는 것이 가능하다.
더하여, 피처리체 운송기구의 운송헤드는 상대적으로 작은 공간에서 보호될 수 있기 때문에, 홀더적재부 등은 공간활용율이 높게 배치될 수 있으며, 전 장치는 높은 생산성을 유지하는 반면, 크기가 축소될 수 있다.
앞서 설명한 바대로, 세 번째 발명의 목적은 소정의 위치에 피처리체를 적재할 수 있는 홀더지지지구를 가지는 열처리장치를 제공하는 것이다.
상기에 설명된 목적을 달성하기 위하여, 세 번째 발명에 따른 수직열처리장치는, 복수의 피처리체를 고정하기 위해 그 위에 적층상태로 홀더를 적재하기 위한 홀더적재테이블과, 홀더의 바닥판 형태에 대응하는 복수의 돌출부를 포함하는 홀더위치조절기구와 복수의 돌출부 사이의 거리를 바꾸기 위한 거리변환기구로 구성된 홀더지지기구를 가진다.
홀더지지기구는 홀더의 위치를 조절하기 위한 홀더위치조절기구를 가지고 있기 때문에, 홀더의 위치조절은 홀더가 홀더적재테이블에 적재된 후에 쉽게 수행될 수 있다. 결과적으로, 홀더에 피처리체를 정교하게 운송하는 것이 가능하다. 더하 여, 이러한 위치조정은 홀더의 바닥면의 형태에 대응하는 복수의 돌출부 사이의 거리를 변경함에 의하여 수행될 수 있다.
홀더지지기구는 홀더적재테이블을 홀더적재테이블의 홀더적재표면을 따라 표면 위에서 움직이도록 하는 슬라이딩기구를 더욱 포함하여 구성된다. 슬라이딩기구에 의하여, 홀더적재테이블 위의 홀더는 쉽게 홀더적재테이블과 함께 이동할 수 있으며, 홀더의 위치조절은 쉽게 수행될 수 있다.
홀더지지기구는 홀더적재테이블을 소정의 위치로 복구하고, 홀더적재테이블을 홀더적재테이블의 홀더적재표면을 따른 표면상에서 다른 방향으로 기울이기 위한 편향수단을 포함하는 복구기구를 더욱 포함하여 구성한다.
그리하여, 홀더의 운송 전의 홀더적재테이블의 위치를 복구하는 것이 가능하며, 홀더의 위치조절 시에 홀더적재테이블의 동작범위를 확보하는 것이 가능하다.
세 번째 발명에 따라, 적재된 상태로 열처리된 복수의 피처리체를 고정하는 역할을 하는 홀더를 홀더적재테이블 위에 적재시키는 적재단계와; 적재단계에서, 홀더적재테이블 위에 적재된 홀더를 소정의 위치에 위치조절하기 위해 홀더적재테이블의 홀더적재표면을 따른 평면상에 홀더적재테이블과 함께 이동시키는 위치조절단계와; 위치조절단계에서 위치조절된 홀더에 피처리체를 이동시키는 운송단계 및; 운송단계에서 피처리체가 운송된 홀더를, 소정의 위치로 홀더적재테이블을 복구시키기 위해 홀더적재테이블로부터 제거하는 복구단계로 구성된 피처리체를 운송하는 방법이 제공된다.
홀더의 위치는 피처리체가 운송되기 전에 조절되기 때문에, 피처리체가 홀더 에 운송될 때 위치조절의 정밀도가 개선된다. 더하여, 홀더적재테이블의 위치가 피처리체가 운송된 홀더를 제거한 후 복귀되기 때문에, 홀더의 위치조절의 정밀도가 확보된다.
네 번째 발명은 상기의 문제를 해결하기 위하여 만들어 졌다. 네 번째 발명의 목적은 피처리체가 이동되는 열처리로의 반입·반출영역에서의 우수한 냉각효과를 가지는 열처리장치를 제공하는 것이다.
상기에 설명된 목적을 수행하기 위하여, 네 번째 발명에 따라, 열처리장치는 피처리체를 열처리하기 위한 열처리로와; 피처리체를 반입·반송하기 위한 열처리로에 설치된 로구(throat) 및; 로구(throat) 주변영역을 냉각하기 위한 냉각기구로 구성된다.
네 번째 발명에 따른 열처리장치는 열처리로(furnace)의 로구(throat)주변을 냉각하기 때문에, 열처리로에서 고온으로 가열된 피처리체들이, 예를 들어 이동될 때, 열처리로의 로구(throat)로부터 방출된 열을 제거하고, 가열된 피처리체가 냉각될 수 있다. 그리하여 열처리로에 피처리체를 반입·반출하는 반입·반출영역의 온도는 갑자기 상승할 염려가 없어져, 반입·반출영역에 설치된 제어부 등의 열에 의한 손상을 막을 수 있다.
네 번째 발명에 따른 열처리장치에 있어, 냉각기구는 냉각유체를 로구 (throat)주변에 보내기 위한 통기부를 가지는 통기구와 로구(throat)주변에 통기부를 대면하도록 배치된 열교환기로 구성되어 있다.
네 번째 발명에 따른 이러한 열처리장치는 열처리로의 로구(throat)로부터 방출되는 열을, 열처리되는 동안 이송되는 피처리체에 냉각유체를 보내기 위한 통기구와 로구(throat)주변 온도가 상승된 냉각유체의 열을 제거하기 위한 라디에이터와 같은 열교환기에 의해 효과적으로 제거한다.
더욱이, 네 번째 발명에 따른 열처리장치에 있어, 냉각기구는 열교환기를 넘어 로구(throat)주변의 냉각유체를 빨아들이기 위한 흡기팬을 더욱 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 열처리장치는 능동적으로 로구(throat)주변 온도가 상승된 냉각유체를 열을 효과적으로 제거하기 위하여 흡기팬에 의하여 열교환기로 빨아들인다. 더욱이, 본 발명에 따른 열처리장치에 있어, 흡기팬은 냉각유체의 흐름으로 열교환기의 아래쪽에 배치되어, 냉각되기 위해 열교환기를 통하여 흐르는 냉각유체는 흡기팬에 의하여 흡입된다. 그리하여, 흡기팬이 열에 의해 손상되는 것이 방지된다.
더욱이, 네 번째 발명에 따른 열처리장치에 있어, 냉각기구는 흡기팬과 통기구 사이의 냉각유체의 순환로를 형성하여 냉각팬에 의해 흡입된 냉각유체가 통기구에 되돌아 갈 수 있도록 하는 덕트와; 통기구에 의해 보내진 냉각유체를 정재하기 위해 덕트 또는 통기구에 설치된 필터 및; 냉각유체가 흡기팬에 의해 흡입된 위치와 다른 위치에 흡입되도록 덕트 위 최소한 필터의 상류에 설치된 흡기부로 구성되어 있다.
네 번째 발명에 따른 이러한 열처리장치는 로구(throat)주변을 냉각하기 위한 냉각유체를 정재하고 순환하기 위해 사용되어, 이러한 열처리장치는 열처리로 (furnace)에 피처리체를 반입·반출하기 위한 반입·반출영역을 외부공기와 차단하고 이러한 영역에 냉각유체를 순환시키기 위한 밀폐형장치로 사용될 수 있다. 더하여, 본 발명에 따른 열처리장치는, 덕트 위의 필터의 상류에 위치하여 냉각유체가 흡기팬에 의해 흡입된 위치와 다른 위치에 냉각유체가 흡입되는 흡기부를 적절하게 선택하여, 열처리장치는 불순물이 반입·반출영역에서 날리는 것이 방지되는 한편, 우수한 냉각효과를 가질 수 있다.
네 번째 발명에 따른 열처리장치에 있어, 냉각기구는 흡기팬과 흡기부로부터 덕트로 빨아들여져 합쳐지는 냉각유체를 냉각하기 위하여 흡기부와 필터사이 덕트 내에 위치된 제2열교환기를 더욱 포함하여 구성된다.
네 번째 발명에 따른 열처리장치에 따라, 필터는 냉각유체의 흐름에서 제2열교환기의 하류에 배치되어, 더 냉각되기 위해 제2열교환기를 통하여 흐르는 냉각유체는 필터를 통하여 흐른다. 그리하여, 필터가 열에 의해 손상되는 것을 방지한다.
네 번째 발명에 따라, 피처리체를 열처리로(furnace)의 바닥부 로구에 반입·반출하기 위한 기구가 있고, 공기밀폐영역으로 분리되는 적재챔버를 가지는 열처리장치가 제공되며, 여기에서 열처리로의 바닥부 로구는 적재챔버 위에 배치되어 있으며, 적재챔버는, 로구 주변에 송풍부와, 냉각유체를 정재하고 송풍부로부터 한쪽의 로구 주변에 보내기 위한 필터를 가진 송풍구와; 로구 주변부에서 송풍부와 대면하도록 배치된 제1열교환기와; 제1열교환기를 넘어 로구 주변의 냉각유체를 흡입하기 위한 흡기팬과; 흡기팬과 송풍구 사이에 냉각유체용 순환로를 형성하여 흡기팬에 의해 흡입된 냉각유체가 송풍구, 적어도 적재챔버 아래에 배치된 순환덕트 의 한 부분에 복귀하도록 하는 순환덕트와; 적재챔버 아래의 순환덕트의 한 부분에 형성되어, 송풍구에 의해 보내진 냉각유체의 한 부분이 적재챔버 아래에서 흡입되도록 하는 흡기부 및; 흡기부와 필터 사이에서 순환덕트에 배치되어 흡기팬과 흡기부로부터 순환덕트에 빨아들여져 합쳐지는 냉각유체가 냉각되는 제2열교환기를 포함한다.
네 번째 발명에 따른 이러한 열처리장치는 로구 주변을 냉각하기 위한 냉각유체를 정재하고 순환시키기 위해 사용될 수 있어, 이러한 열처리장치는 열처리로에 피처리체가 반입·반출되는 반입·반출영역을 외부공기로부터 차단하고, 이 영역내의 냉각유체를 순환시키기 위한 밀폐형장치로써 사용될 수 있다. 더하여, 본 발명에 따른 열처리장치에 있어, 적재챔버 위에서, 냉각유체의 흐름은 흡기팬과 덕트에 의해 조절되고, 냉각유체용 다른 흡기부가 적재챔버 아래에 설치되어 냉각유체의 흐름을 유사하게 조절하여, 열처리장치는 불순물이 반입·반출영역에서 날리는 것을 방지하는 한편, 우수한 냉각효과를 가질 수 있다.
<실시예>
첨부되는 도면을 참고하여, 첫 번째 발명에 따른 수직열처리장치의 바람직한 실시예는 아래에 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 첫 번째 발명에 따른 수직열처리장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 나타난 대기용 박스 운송수단의 확대된 도면이고, 도 3은 대기용 박스 운송수단의 상측면도이고, 도 4는 대기용 박스 운송수단의 작동을 설명하기 위한 도시이다. 더하여, 참고번호들이 상기에 설명된 종래의 장치의 번호와 같은 구성요소에 똑같이 주어져 있다.
우선, 도 1에 보여진 것처럼, 전체 수직열처리장치(40)는 스테인레스 등의 수납체(42)에 의해 둘러싸여 있고, 그 내부는, 피처리체 수납박스(2)(이하에서 수납박스라 함)를 운송하기 위한 수납박스 운송영역(44)과, 피처리체인 반도체 웨이퍼(W)를 운송하기 위한 피처리체 운송영역의 역할을 하는 웨이퍼 운송영역(46)의 두 부분으로 나누는 분리벽(26)에 의해 나뉘어져 있다.
청정한 공기가 박스운송영역(44) 내에 흐르고, 웨이퍼 운송영역(46)의 내부는 N2가스 등과 같은 불활성가스의 분위기에 있다. 처리장치(40)는 주로, 장치(40)의 내/외부로 수납박스(2)를 반입·반출하기 위한 반입·반출포트(48)와; 일시적으로 수납박스(2)를 저장하기 위한 적재부(50)와; 수납박스(2)와 피처리체 보트(52) 사이에서 반도체 웨이퍼(W)를 운송하기 위한 운송단(54)과; 피처리체 보트(52)에 운송되어 그 위에 고정되는 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 처리를 수행하는 처리기구(56)와; 반입·반출포트(48)의 주변에 설치되어 있는 뚜껑 개/폐기구(58)와; 운송단(54)을 위해 웨이퍼 운송영역(46)의 내부에 설치된 개/폐기구(34) 및, 운송단(54)를 위해 수납박스 운송영역(44)의 내부에 설치되어 있고, 본 발명의 특징인 대기용 박스 운송수단(60)으로 구성되어 있다.
상기에 설명된 반입·반출포트(48)에서, 수납체(42)는 항상 개방되어 있는 박스 반입·반출구(62)를 구비하고 있다.
박스 반입·반출구(62)의 바깥에는, 바깥으로부터 운송되어지는 수납박스를 그 위에서 지지하는 외부적재테이블(64)이 구비되어 있다. 박스 반입·반출구(62)의 안에는 외부적재테이블(64)로부터 움직여 미끄러지는 수납박스를 그 위에 지지하는 내부적재테이블(66)이 있다. 내·외부적재테이블(64와 66)의 상단에는 두 개의 적재테이블(64 와 66) 사이에서 움직여 미끄러질 수 있는 슬라이딩판 (68)이 구비되어 있다. 슬라이딩판(68)은 수납박스(2)가 그 위에 고정되어있는 동안 이동할 수 있다. 내부적재테이블(66)과 박스 반입·반출구(62)의 바로 아래부분 사이에서, 수직으로(상승과 하강) 움직일 수 있는 뚜껑 개/폐기구(58)가 일시적으로 수납박스의 개/폐뚜껑(10)을 개/폐할 수 있도록 구비되어 있다. 수납박스(2)의 개/폐뚜껑(10)이 일시적으로 개/폐되는 이유는, 수납박스(2) 내의 웨이퍼의 수와 위치 및 상태와 같은 웨이퍼정보가 센서(도시되지 않은)에 의해 감지되어지도록 하기 위함이다.
뚜껑 개/폐기구(58)에는, 수평방향으로 나오고 들어갈 수 있으며, 정방향과 역방향으로 회전이 가능한 한 쌍의 키부(70)(도 1에는 하나만 도시됨)가 적재되어있다. 키부(70)가 도 5 내지 도 7에 도시된 키홈(16)에 들어가는 동안 키부(70)를 정방향과 역방향으로 회전함에 의해, 잠금기구(12)는 그것을 지지하기 위해 잠겨지기도, 풀려지기도 한다.
한편, 수납박스운송영역(44)의 상부에는, 상기에 설명된 적재부(50)가 배치되어있다. 적재부(50)에는 일시적인 지지를 위해 병렬로 2 열 X 2 단의 선반이 구비되어있으며, 도시된 실시예와 같이 그 위에 수납박스(2)를 저장한다. 더욱이, 선반(71)의 수는 특별히 제한되지 않는다. 사실, 많은 수의 선반들이 설치되어있다.
두 선반(71) 사이에, 승강기(72)가 상승하도록 설치되어있다. 승강기(72)에는, 수평방향으로 연장할 수 있고 회전 및 굽히거나 펴질 수 있는 박스운송암(74)이 설치되어있다. 그러므로, 박스운송암(74)을 굽히거나 펴서 수직방향으로 이동하게 하여, 수납박스(2)는 박스운송암(74)에 의해 고정되어, 내부적재테이블(66)과 저장부(50) 사이에 운송될 수 있다.
상기에 설명된 운송단(54)에서, 실질적으로 수납박스(2)의 개구부(4)(도 6에 도시됨)의 크기와 같은 크기를 가진 하나의 개구부(28)는 영역(44)과 영역(46)을 서로 분리하기 위한 분리벽(26) 내에 설치되어있고, 하나의 적재테이블(30)은 개구부(28)의 수납박스운송영역(44)의 한 면에 수평으로 설치되어있어, 수납박스(2)가 적재테이블에 적재될 수 있다. 적재테이블(30)의 한 면에는, 그 위에 적재된 수납박스(2)를 분리벽(26) 쪽으로 눌러 밀기 위한 수평 액츄에이터(76)가 설치되어, 박스용기(6)의 개구부(4)의 개구부 모서리가, 수납박스(2)의 개/폐뚜껑(10)이 개구부 (28)에 대면할 때, 분리벽(26)의 개구부(28)의 개구부 모서리와 실질적으로 밀폐적으로 접촉할 수 있다. 개구부(28)는, 개구부(28)을 개/폐하기 위한 개/폐도어(32)가 설치되어있다. 수납박스운송영역(44)에서, 대기용 박스운송수단(60)은 수납박스(2)가 개구부(28)의 주변에서 대기할 수 있도록 설치되어있다. 운송수단(60)의 구성은 아래에 나타나있다.
웨이퍼운송영역(46)의 내부의 개구부(28)의 바로 아래에는, 개/폐기구(34)가 수납박스(2)의 개/폐뚜껑(10)과 개/폐도어(32)를 개/폐할 수 있도록 설치되어있다. 이러한 개/폐기구(34)로써는, 일본 특개평 8-279546호이나 11-274267호에 나타난 개/폐기구가 사용될 수 있다.
웨이퍼운송영역(46)에서, 두 개의 보트적재테이블(78)(도 1에는 하나만 도시됨)이 웨이퍼보트와 같은 피처리체보트(52)를 그 위에 지지하기 위해 설치되어있다. 보트적재테이블(78)과 상기에 설명된 운송단(54) 사이에는, 회전 및 굽히거나 펼 수 있는 웨이퍼 운송암(80)이 구비되어있다. 이러한 웨이퍼 운송암(80)은 승강기(82)에 의해 수직으로 움직일 수 있다. 그러므로, 웨이퍼 운송암(80)을 펴거나 회전 및 수직으로 움직이도록 하여, 웨이퍼(W)는 적재테이블(30) 위의 수납박스(30)와 보트적재테이블(78) 위의 피처리체보트(52) 사이로 운송될 수 있다.
피처리체보트(52)는 소정의 피치(pitch)에서 다단으로, 예를 들어 약 50에서 150매의 웨이퍼(W)를 지지할 수 있으며, 예를 들어 석영으로 만들어진다.
웨이퍼운송영역(46)의 한 면 위에는, 한번에 많은 매의 웨이퍼를 증착과 산화 및 확산과 같은 소정의 열처리를 수행하기 위한 석영으로 만든 원통형 처리기구(84)를 가지는 수직열처리로(furnace)로 구성된 처리기구(56)가 설치되어있다. 처리용기(84) 아래에는 승강기(86)에 의해 수직으로 움직일 수 있는 캡(cap)(88)이 설치되어있다. 피처리체(52)를 캡(cap)(88) 위에 적재하여 캡을 위쪽으로 움직여, 보트(52)는 처리용기(84)의 바닥 끝 개구부를 통하여 처리용기(84)에 적재될 수 있다. 이와 동시에, 처리용기(84)의 바닥 끝 개구부는 캡(cap)(88)에 의해 밀폐되어 닫힌다. 내려간 캡(cap)(88)과 상기에 설명된 보트적재테이블(87)의 사이에, 굽히고 펴지며 회전할 수 있는 보트운송암(90)이 설치되어, 피처리체보트(52)는 보트적재테이블(78)과 캡(88) 사이로 운송될 수 있다.
상기에 설명된 처리기구(56) 위의 수납천정부에는, 바깥쪽의 청정한 공기를 처리기구(56) 내로 들이기 위한 펀칭메탈(punching metal)과 같은 통기구를 가진 천정통기판이 설치되어있다. 적재부(50) 뒷면과 운송단(54)의 위에는, 통기구를 가진 통기분리벽(94)이 설치되어있다. 처리기구(56)의 윗면의 통기분리벽(94) 위에는, 예를 들어 HEPA필터와 같은 필터부재(96)와 팬(98)이 설치되어있다. 예를 들면, 청정공기를 외부로부터 필터부재(96)를 통하여 들여옴에 의해, 높은 청정도를 가진 청정공기가 수납박스운송영역(44) 내로 들여진다.
또한, 도 2와 도 3에 나타난 것처럼, 본 발명의 특징인 대기용 박스 운송수단(60)은 수납체(42)의 벽면(42A)의 높이방향으로 평행하게 설치된 두 개의 가이드레일(100)을 가진 승강테이블(102)을 가지고 있다. 승강테이블 (102)은 예를 들어 상승테이블(102)을 관통하고 이에 나사로 죄어진 구동볼나사와 같은 승강수단에 의해 요구되는 소정의 스트로크에 의해 수직으로 움직일 수 있다. 더하여, 볼나사(104)는 구동모터(도시되지 않음)에 의해 정상 또는 역으로 회전될 수 있다.
승강테이블(102)에는 수평방향으로 연장될 수 있고, 굽히거나 회전될 수 있는 암부(106)가 구비되어있다. 암부(106)는 제1암(106A)과, 상승테이블(102)의 면에 장착되어 회전될 수 있는 바닥 끝 부와, 제1암(106A)의 끝단에 장착되어 회전될 수 있는 제2암(106B)으로 구성되어있다. 제2암(106B)은 제1암(106A)의 회전각에 상관없이 같은 방향으로 항상 움직일 수 있도록 고정되어있다. 제2암(106B)의 끝단에는, 박스지탱부(108)가 설치되어있다. 박스지탱부(108)의 바닥부에는, 수평하게 움직여 서로 다가가거나 멀어질 수 있는 한 쌍의 조(claw)부(110)가 설치되어있다. 수납박스(2)의 상부지탱핸들(24)은 조(claw)부(110)에 의해 죄어져 운송될 수 있다. 더하여, 대기용 박스 운송수단(60)의 구성은 상기에 설명된 수납박스(2)를 죄거나 운송할 수 있다면, 상기에 설명된 구성에 제한되지 않는다.
상기에 설명된 구성을 가진 처리장치(40)의 동작은 아래에 설명될 것이다.
우선, 웨이퍼 운송영역(46)의 내부에는, 예를 들어 N2와 같은 불활성가스 분위기에 있어, 웨이퍼 표면의 고착되는 자연산화막을 방지할 수 있다. 수납박스 운송영역(44)의 내부는 청정공기 분위기로 유지된다. 특히 청정공기는 수납체(42)의 천정통기판(92)로부터 박수운송영역(44) 내로 필터부재(96)와 통기분리벽(94)을 거쳐 들여지고, 영역 내에서 순환하고 그 바닥부로 배출된다.
처음에 반도체 웨이퍼(W)의 전 흐름이 설명될 것이다. 외부로부터 운송된 수납박스(2)는 외부적재테이블(64)에 적재되어 개/폐뚜껑(10)은 박스 반입·반출구(62)에 대면한다. 그런 후, 뚜껑 개/폐기구(58)를 구동하여, 수납박스(2)의 개/폐뚜껑(10)을 일시적으로 제거하고, 수납박스(2)에 수납된 웨이퍼의 수와 위치는 센서(도시되지 않음)에 의해 감지된다. 이러한 감지가 완료되면, 뚜껑개/폐기구(58)는 다시 구동되어, 제거된 개/폐뚜껑(10)이 수납박스에 다시 적재된다.
그리고 나서, 수납박스가 지지된 외부적재테이블(64) 위의 슬라이딩판(68)이 앞으로 움직이고, 슬라이딩판(68)이 내부적재테이블(66)에 운송된다. 그런 후, 박스운송암(74)을 구동하여, 내부적재테이블(66) 위에 지지된 수납박스(2)가 들려 고정된다. 더욱이, 승강기구(72)를 구동하여, 수납박스(2)는 적재부의 선반(71) 위의 소정의 위치에 운송되고, 일시적으로 그 위에 저장된다. 동시에, 선반 위에 일시적으로 저장되고, 그 안에 피처리체 역할을 하는 웨이퍼를 수납하는 수납박스(2)는 박스운송암(74)에 의해 들려지며, 승강기구(72)는 상기에 설명된 것처럼 그것을 아래쪽으로 움직이도록 구동한다. 운송단(54)의 적재테이블(30)이 비워지면, 수납박스(2)는 운송단(54)의 적재테이블(30)에 운송된다.
한편, 다른 수납박스(2)가 적재테이블(30) 위에 고정되었으며, 박스운송암 위의 수납박스(2)는 본 발명의 특징인 대기용 박스 운송수단에 의해 집혀져서 대기를 위한 개구부(28)의 주변에 운송된다. 적재테이블(30) 위의 수납박스(2)의 개/폐뚜껑이 분리벽(26)에 설치된 개/폐도어(32)에 향해지고, 수납박스(2)는, 적재테이블(30)의 한 면에 설치된 수평액츄에이터의 의해 적재테이블(30) 위에 눌려 밀어져 고정된다. 이러한 상태에서, 개/폐기구(34)를 구동함에 의해, 개구부(28)의 개/폐도어(32)와 수납박스(2)의 개/폐뚜껑(10)은 위 또는 아래에서 보호되기 위해 제거된다. 수납박스(2)의 개구부의 바깥둘레 끝단부는 분리벽 (26)에 눌려 기밀상태가 되고, 가스가 개구부(28)를 통하여 양 영역 (44)와 (46) 사이에서 흐르지 않는다. 그런 후, 웨이퍼 운송암(80)과 승강기구(82)를 구동하여, 수납박스(2)에 수납된 하나 또는 한번에 복수 매의 웨이퍼(W)가 꺼내져서 보트적재테이블(78) 위에 설치된 피처리체보트(52) 위에 적재된다. 피처리체보트(52)에로의 웨이퍼 운송이 완료되면, 보트운송암(90)이 구동하여, 보트적재테이블(78) 위의 피처리체보트(52)는 최하단 끝까지 이동한 캡(cap)(88) 위에 적재된다. 그런 후, 피처리체보트(52)의 운송이 완료되면, 승강기구(86)가 피처리체보트(52)가 적재되었던 캡(cap)(88)이 위쪽으로 상승하도록 구동하여, 보트(52)는 처리기구(56)의 처리용기(84)의 바닥끝 개구부를 통하여 처리용기(84) 안으로 들여져 그 안에 적재된다. 그런 후, 처리용기(84)의 바닥끝 개구부는 캡(88)에 의해 닫혀진다. 이러한 상태에서, 소정의 열처리, 예를 들면 증착, 산화 또는 확산이 처리기구(56) 안의 웨이퍼 (W)에 관하여 수행된다.
그리하여 소정의 열처리가 완료되면, 상기에 설명된 동작의 역동작이 수행되어 처리된 웨이퍼(W)를 외부로 운반한다. 즉, 피처리체보트(52)가 처리용기(84)의 내부로부터 아래쪽으로 움직여 하적되고, 보트적재테이블(78) 위에 적재된다. 그런 후, 처리된 웨이퍼(W)는 웨이퍼운송암(78)에 의해 보트(52)로부터 수납박스(2) 안으로 운송된다. 수납박스 내의 처리된 웨이퍼(W)의 운송이 완료되고, 개/폐기구 (34)는, 개/폐기구(34)에 의해 고정된 개/폐뚜껑과, 수납박스(2)의 개/폐도어(32)와 개구부(28)를 각각 적재하도록 구동한다.
그런 후에, 박스운송암(74)은 일시적으로 적재부(50) 내의 수납박스(2)를 저장하거나, 수납박스(2)를 저장하지 않고 수납박스(2)를 박스반입·반출구(62)를 통하여 처리장치(40)의 외부로 운송하도록 구동한다. 박스운송암(74)이 처리된 웨이퍼가 수납된 수납박스(2)를 운송하는 동안, 대기중인 빈 수납박스를 쥐고 있는 대기용 박스 운송수단(60)은 빈 수납박스를 적재테이블(30)에 고정하고, 처리된 웨리퍼를 수납박스에로의 수납이 시작된다. 그 다음에, 같은 동작이 반복된다. 더욱이, 상기에 설명된 수납박스(2)의 흐름은 한 예로써만 나타난 것이다. 물론 본 발명은 상기의 예에 제한되지 않는다.
도 4를 참고로 하여, 상기에 설명된 대기용 박스운송수단(60)의 동작이 아래에 상세하게 설명될 것이다.
우선, 도 4(A)에서, 하나의 수납박스(2A)는 적재테이블(30)에 적재되어있으며, 개/폐뚜껑(10) 및 개구부(28)을 닫기 위한 개/폐도어(32)는 개/폐기구(34)에 의해 제거되어 아래쪽으로 움직인다. 더하여, 수납박스(2A) 안의 반도체 웨이퍼(W)는 반출되고 있다. 그리하여, 수납박스(2A) 안의 웨이퍼가 반출되는 동안, 비워진 상태에서 박스운송암(74)은 다음에 처리될 웨이퍼를 수납하고 있는 수납박스(2B)를 적재부(50)의 밖으로 운반한다. 그런 후, 도 2에 나타난 것처럼, 대기용 박스 운송수단(60)은 암부(106)를 회전시켜, 박스지탱부(108)를 박스운송암(74)으로부터 수납박스(2B)를 접수하도록 구동하여 수납박스(2B)를 적재테이블(30) 위에 수납박스(2A)(도 4(A)에서 약간 위)의 주변에 대기하도록 만든다.
그리하여, 하나의 수납박스(2A)에서의 웨이퍼(W)의 반출은 완료되면, 개/폐기구(34)는 개/폐뚜껑(10)과 개/폐도어(32)를 적재하도록 구동된다. 그런 후, 적재테이블(30) 위의 슬라이딩판(30A)은 약간 뒤로 이동하여 개구부(28)와 수납박스(2A)의 간섭을 막고, 비워진 수납박스(2A)는 적재테이블(30)의 상부로부터 집어져 박스운송암(74)에 의해 운송된다.
그리하여, 적재테이블(30)의 상부는 비워지며, 대기용 박스 운송수단(60)이 암부(106)를 아래쪽으로 이동하도록 구동하여, 적재테이블(30)의 약간 위에서 대기 중이던 다른 수납박스(2B)가 도 4(B)에 나타난 것처럼 적재테이블(30) 위에 고정된다. 이와 동시에, 박스지탱부(108)의 한 쌍의 조(claw)부(110)는 서로가 멀어져, 수납박스(2B)의 지탱핸들(24)이 떨어질 수 있다. 그러면, 새로 적재테이블(30) 위에 있는 수납박스(2B)는 고정되고, 슬라이딩판(30A)은 개구부(28)를 향하여 전진하여, 수납박스(2B)의 끝이 개구부(28)에 접촉한다.
그러면, 도 4(C)에 나타난 것처럼, 수납박스(2B)의 개/폐뚜껑(10)과 개구부(28)의 개/폐도어 양자는 도 4(A)에 나타난 것처럼, 개/폐기구(34)에 의해 제거되고, 수납박스(2B) 안의 웨이퍼는 반출된다.
그러면, 웨이퍼가 반출되는 동안, 다음에 처리될 웨이퍼가 수납되어있는 수납박스(2C)는 상기에 설명된 것과 같은 방법으로 운송되어 대기한다. 뒤이어, 상기에 설명된 동작이 마찬가지로 반복된다.
한편, 처리된 반도체 웨이퍼가 빈 수납박스 내로 들어갈 때, 상기에 설명된 동작의 역동작이 수행된다. 또한 그러한 경우, 대기용 박스 운송수단(60)은 빈 수납박스가 적재테이블(30)의 약간 위에서 대기하도록 사용될 수 있다.
그리하여, 이러한 바람직한 실시예에 따라, 대기용 박스운송수단(60)은 다음에 처리될 웨이퍼를 수납하고 있는 수납박스를 적재테이블(30)의 주변에 대기하도록 하거나, 다음에 웨이퍼를 수납할 빈 수납박스를 대기하도록 한다. 그러므로, 가장 최근의 수납박스의 반입·반출의 동작이 완료된 직후에, 대기 중에 있는 수납박스의 반입·반출의 동작이 수행되어 반입·반출동작이 빠르고 효율적으로 수행될 수 있다.
더하여, 대기용 박스 운송수단(60)의 구조는 상대적으로 간단하고, 단 하나의 개/폐기구(34)가 준비되면 충분하여, 비용이 종래의 장치보다 절감될 수 있다. 더하여, 단 하나의 적재테이블(30)이 준비되면 충분하기 때문에, 점유공간을 크게 줄이는 것이 가능하다.
수납박스(2)가 적재테이블(30)의 약간 위에 대기하도록 하는 동안, 이러한 대기위치는 적재테이블(30)의 주변이라면 특히 제한되지 않는다. 예를 들어, 수납박스가 적재테이블(30)의 뒤이은 측면방향으로 대기되도록 할 수 있다.
반도체 웨이퍼가 피처리체의 예로써 설명되는 반면, 본 발명은 그것에 제한되지 않으며, 본 발명은 LCD 기판이나 유리기판에 적용될 수 있다.
첨부되는 도면을 참고로 하여, 두 번째 발명이 아래에 상세히 설명될 것이다.
도 10은 두 번째 바람직한 실시예에 따른 수직열처리장치의 개략적인 구성의 한 예를 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 10에 나타난 수직열처리장치의 적재부의 평면도이다.
본 열처리장치(1010)는 분리벽(1012)에 의해 앞부분과 뒷부분으로 나뉘어져 있으며, 그 안에 피처리체 역할을 하는 반도체 웨이퍼를 수납하는 캐리어(카세트)가 반입·반출과 저장되는 캐리어운송영역 Sa와 반도체 웨이퍼가 운송되어 열처리되는 적재영역 Sb를 형성하는 수납체(1011)를 가지고 있다. 수납체(1011)의 앞면에는, 캐리어(1020)을 반입·반출하기 위한 반입·반출구(1013)가 형성되어있고, 캐리어 반입·반출구 (1013)에 유입/유출구 역할을 하는 반입·반출단(1014)이 설치되어 있다. 캐리어운송영역 Sa는 대기(atmospheric)분위기로 유지되고, 적재영역 Sb는 대기분위기나 N2와 같은 불활성가스 분위기로 유지된다. 도 10에서,참고번호 1015는 캐리어(1020)의 뚜껑(1020A)을 열어 반도체 웨이퍼의 위치와 수를 감지하기 위한 센서기구를 나타내며, 참고번호 1016은 복수의 캐리어(1020)를 저장하기 위한 선반 같은 캐리어저장부을 나타내며, 참고번호 1017은 반도체 웨이퍼의 주변 모서리부에 형성된 결정방향성을 나타내기 위해 노치(절흠부)를 한 방향으로 정렬하기 위한 노치정렬기구를 나타낸다.
캐리어(1020)는 그 안에 소정의 직경, 예를 들면 300mm 직경을 가진 복수 매의, 예를 들어 13매에서 25매의 반도체 웨이퍼를 수직방향으로 일정한 간격으로 다단의 수평단 위에 수납할 수 있는 플라스틱용기로 구성되어있다. 캐리어(1020)는 분리가 가능하고, 그 뒷면에 형성된 웨이퍼 유출구(도시되지 않은)를 밀폐하기 위한 뚜껑(1020A)이 설치되어있다.
캐리어운송영역 Sa에서, 캐리어적재부(1021)는 그 위에 캐리어(1020)를 지지하기 위해 분리벽(1012)의 주변에 설치되어 있다. 처리능력을 향상하기 위해, 복수의, 예를 들어 2개의 캐리어적재부(1021)가, 비록 편의상 하나의 캐리어적재부가 나타나 있을지라도 수직방향으로 배열되도록 설치되어 있다. 그리하여, 반도체 웨이퍼가 하나의 캐리어적재부에 운송되는 동안, 캐리어(1020)는 다른 캐리어적재부에 교환될 수 있다.
캐리어운송영역 Sa에는, 캐리어저장부(1016)와 캐리어적재부(1021)의 사이로 캐리어(1020)를 운송하기 위한 캐리어운송기구(1025)가 설치되어있다.
캐리어운송기구(1025)는, 수납체(1011)의 한 면에 설치된 승강가이드(1025A)와; 수평판 위에서 회전이 가능하도록 승강암(1025B) 위에 설치된 운송암(1025C)으로 구성되어 있다. 도 11에 나타난 것처럼, 운송암(1026C)은 제1암(1251)과 수평판 위에서 회전이 가능하도록 제1암(1251)의 끝단부에 설치된 제2암(1252)으로 구성되어 있다.
분리벽(1012)은 캐리어적재부(1021)의 각각의 높이에 대응하도록 배치되고, 특히 캐리어운송영역 Sa와 적재영역 Sb 사이에 연결이 가능하도록 설치된 개구부(1022)를 가지고 있다. 개구부(1022)는 실질적으로 캐리어(1020)의 웨이퍼 유출구의 직경과 같은 직경을 가지고 있다.
분리벽(1012)은 적재부 Sb의 한 면으로부터 개구부(1022)를 막기 위한 도어(도 11의 (1023)을 구비하고 있다. 도어(1023)는 적재부 Sb에 설치된 도어 개/폐기구(도시되지 않음)에 의해 개/폐된다.
캐리어(1020)의 뚜껑(1020A)을 개/폐하기 위한 뚜껑 개/폐기구(도시되지 않음)이 설치되어 있다. 본 기구에 의해, 도어(1023)와 캐리어(1020)의 뚜껑(1020A)은 적재부 Sb로 움직이고, 반도체 웨이퍼가 운송되는 것을 방해하지 않도록 윗방향 또는 아랫방향으로 피하여 보호된다.
적재부 Sb의 뒷부분(도 11에서 하측부)에는, 열처리로(1028)가 상부에 설치되어 있고, 석영으로 만들어지고, 그 각각이 수직방향으로 일정한 간격을 가진 다단으로 복수의, 예를 들면 50매 내지 150매의 반도체 웨이퍼를 지지하기 위한 지지구인 웨이퍼 보트 (1031A)와 (1031B)를 수직방향으로 열처리로(1028)에 반입·반출하는 승강기구의 역할을 하는 보트승강기구(1030)가 캐리어적재부(1021)에 대면하도록 설치되어 있다.
보트승강기구(1030)는 승강가이드(1032A)와, 웨이퍼보트(1031A와 1031B)가 지지되어 있고, 수직으로 승강가이드(1032A)에 의해 움직이는 적재테이블(1032B)로 구성되어 있다. 적재테이블(1032B)은 웨이퍼보트(1031A와 1031B)와 함께 열처리로 (1028) 내에 진입하여, 열처리로(1028)의 바닥끝개구부(1028A)를 폐쇄하기 위한 뚜껑의 역할을 한다.
열처리로(1028)의 바닥끝개구부(1028A)의 주변에는, 열처리 후에 웨이퍼보트가 열처리로(1028)로부터 반출될 때, 바닥끝개구부(1028A)를 폐쇄하기 위한 셔터 1033)가 구비되어 있다. 셔터(1033)는 셔터구동기구(1034)에 의해 수직연장축의 주위로 회전되어 개/폐되도록 설계되어있다.
적재부 Sb 내의 수납체(1011)의 한 면에는, 웨이퍼보트(1031A와 1031B)가 반도체 웨이퍼를 운송하기 위해 지지되어 있는 홀더적재부의 역할을 하는 보트적재부(1035)가 구비되어 있다. 보트적재부(1035)는 종방향으로 배열된 제1, 제2적재부(1035A와 1035B)를 가지고 있다.
적재부 Sb에는, 웨이퍼보트(1031A와 1031B)를 보트적재부의 제1적재부(1035A) 또는 제2적재부(1035B)와 보트승강기구(1030)의 적재테이블(1032B)의 사이와, 제1적재부(1035A)와 제2적재부(1035B)의 사이로 운송하기 위한 홀더운송기구가 있는 보트운송기구(1036)가 설치되어 있다.
보트운송기구(1036)는, 수평판 위에서 회전가능하고, 수직방향으로 움직일 수 있는 제1암(1036A)과; 수평판 위에서 회전되도록 제1암(1036A)의 끝단부에 설치되고, 웨이퍼보트(1031A와 1031B)를 수직으로 지지할 수 있는 실질적으로 C 형상의 개구부(1036C)를 가진 지지암(1036B)으로 구성되어 있다.
지지암(1036B)은, 구동될 때 개구부(1036C)의 중심의 궤적이 제1암(1036A)의 회전중심을 포함하도록 배열되어 있다. 제1암(1036A)과 지지암(1036B)을 서로 동시에 회전함에 의해, 웨이퍼보트(1031A와 1031B)는 수평판 위에 운송된다.
보트운송기구(1036)의 최하단 위치의 위 준위에는, 보트운송기구(1036)의 동작공간영역과 중첩되는 동작공간영역을 가지며, 반도체 웨이퍼를 캐리어적재부(1021) 위의 캐리어(1020)와 보트적재부(1035) 위의 웨이퍼보트(1031B) 사이에 반도체 웨이퍼를 운송하는 피처리체 운송기구인 웨이퍼운송기구(1040)가 구비되어 있다.
도 11에 나타난 것처럼, 웨이퍼운송기구(1040)는, 보트운송기구(1036)의 동작공간영역의 부분을 통해 보트적재부(1035)에 대면하는 반대편에 설치된 승강가이드(1041)와; 승강가이드(1041)의 수단에 의해 수직방향으로 움직이고, 수직으로 연장된 축(1421) 주위를 회전하는 회전암(1042)과; 수평판 위에서 회전되도록 회전암(1042)의 끝단부 위에 설치된 길이 연장된 사각운송헤드(1043) 및; 하나 또는 복수의, 예를 들어 한 개 내지 다섯 개의 포크형의 얇은 판으로 구성되고, 그 종방향으로 후퇴될 수 있도록 운송헤드(1043) 위에 설치된 지지암(1044)으로 구성되어 있다.
웨이퍼 운송기구(1040)를 구동하는 수단은 회전암(1042)을 회전시키기 위한 신축기구(1045)와 회전암(1042)의 회전운동을 운송헤드(1043)에 전달하기 위한 벨트전송기구로 구성되어 있다.
예를 들면, 신축기구(1045)는 공기실린더로 구성되어있다. 신축기구(1045)의 한 끝은 회전암(1042)의 회전중심축(1421)과 다른 회전중심축(1451)에 회전가능하게 연결되어 있고, 다른 끝은 회전암(1042)의 끝단부에 연결부(도 12의 1056)와 회전가능하게 연결되어 있다. 신축기구(1045)의 신축방향은 회전암(1042)의 종방향을 비스듬하게 가로지른다.
신축기구(1045)는 그 전체길이가, 예를 들면 195mm에서 250mm의 범위로 팽창 및 수축을 하도록 조절되어 있다. 그리하여, 웨이퍼운송기구(1040)의 동작공간영역이 소정의 범위에 있도록 설정되고, 회전암(1042)의 방향이나 각이 확실하게 제어될 수 있다.
예를 들면, 도 12에 나타난 것처럼, 운송헤드(1043)를 구동하는 수단 역할을 하는 벨트전송기구는 벨트전송기구 1051A와 1051B로 구성되어있고, 벨트(1054A와 1054B)는 풀리(Pulley)에 감겨져 풀리들 사이에서 팽팽하게 뻗어있으며, 두 단으로 서로 결합되어 있다. 특히, 하나의 벨트전송기구(1051A)의 고정된 풀리(1052A)의 중심축(1511)은 회전암(1042)의 회전중심축(1421)에 고정되어있는 상태에서, 다른 벨트전송기구(1051B)의 피구동풀리(1053B)의 회전중심축(1512)은 운송헤드(1043)의 회전중심축(1431)에 고정되어 있다. 더하여, 하나의 벨트전송기구(1051A)의 피구동풀리(1053A)와 다른 벨트전송기구(1051B)의 구동풀리(1052B)는 서로 그들의 회전중심축이 일치하도록 고정되어 있다. 도면에서, 참고번호 1055는 피구동풀리(1053B)와 다른 벨트전송기구(1051B)의 구동풀리(1052B)의 권선각을 증가하도록 장력이 걸려있는 풀리를 나타낸다.
하나의 벨트전송장치(1051A)의 피구동풀리(1053A)는 고정된 풀리(1052A)의 직경보다 작은 직경을 가지고 있으며, 고정된 풀리(1052A)와 피구동풀리(1053A)의 풀리비율이, 예를 들면 42 대 24로 설정되어 있다.
구동풀리(1052B)와 다른 벨트전송장치의 피구동풀리(1053)의 풀리비율은, 예를 들면 1 대 1로 설정되어있다.
본 구동수단에 따른, 회전암(1042)은 신축기구(1045)의 신축에 의한 그 한 끝 상의 회전중심축(1421)을 중심으로 회전되어, 하나의 벨트전송기구(1051A)의 피구동풀리(1053A)가 회전암(1042)의 회전방향의 반대방향으로 회전한다. 이에 따라, 또 다른 벨트전송장치(1051B)의 벨트구동풀리(1052B)가 회전되고, 또 다른 벨트전송장치(1051B)의 피구동풀리(1053B)가 벨트(1054B)를 통하여 회전된다. 결과적으로, 운송헤드(1043)는 회전암의 회전각에 따른 회전각으로 회전한다.
상기에 설명된 수직열처리장치(1010)의 작동은 아래에 설명될 것이다.
우선, 캐리어(1020)는 자동운송로봇(도시되지 않음) 또는 작동기에 의한 외부로부터의 반입·반출단(1014) 위에 적재되면, 캐리어(1020)는 반입·반출구(1013)를 통하여 이송되고, 감지기구(1015)는 캐리어(1020) 내의 반도체 웨이퍼의 위치와 수를 감지하기 위해 캐리어(1020)의 뚜껑을 개방한다. 그 후에, 캐리의 (1020)의 뚜껑(1020A)이 닫혀지는 동안, 캐리어(1020)는 캐리어운송기구(1025)에 의해 노치정렬기구에 운송되고, 반도체 웨이퍼의 주변 모서리부에 형성된 노치(절흠부)가 한방향으로 정렬된 후에 캐리어적재부(1021)에 운송된다. 더하여, 열처리의 진전에 따라, 캐리어(1020)는 일단 캐리어저장부(1016)에 저장된 후, 캐리어적재부(1021)에 운송된다.
캐리어적재부(1021) 위의 캐리어(1020)의 뚜껑(1020A)과 분리벽(1012)의 개구부(1022)의 도어(1023)가 개방되면, 반도체 웨이퍼는 캐리어(1020)의 외부로 반출되고 순차적으로, 웨이퍼운송기구(1040)에 의해, 특히 회전암(1042)의 회전과 운송헤드(1043)의 회전과 제어상태에서 지지암(1044)의 신축에 의해 보트적재부(1035)의 제1적재부(1035A) 위에 대기하는 웨이퍼보트(1031B)에 운송된다. 한편, 보트운송기구(1036)는 하단부 아래쪽으로 피하여져, 웨이퍼운송기구(1040)는 보트운송기구(1036)와 간섭하지 않는다.
반도체 웨이퍼를 캐리어적재부(1021) 위의 캐리어(1020)로부터 제1적재부(1035A) 위의 웨이퍼보트 (1031B)로의 운송이 완료되면, 웨이퍼전송기구(1040)는 그 동작공간영역으로부터 수납체(1011)의 다른 면상의 보호위치로 운송된다.
특히, 신축기구(1045)가, 웨이퍼운송기구(1040)가 그 도 13(a)의 동작공간영역의 특정의 기준위치에 이동된 후, 도 13(b)에 도시된 것처럼 수축하면, 회전암 (1042)은 그 회전중심축(1421) 주위로 회전하고, 동시에 운송헤드(1043)는 소정의 보호위치에 운송되기 위해 회전암(1042)의 회전각에 대응하는 회전각만큼 운송헤드(1043)를 구동하기 위한 수단인 벨트전송기구에 의해 회전된다. 즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 웨이퍼운송기구(1040) 내의 운송헤드(1043)가 회전암(1042)의 회전중심축(1421) 주위를 시계방향으로 회전(공전)되는 동안, 운송헤드(1043) 자체는 회전암(1042)의 회전방향(반시계방향)의 반대방향으로 회전(자전)되어, 보트승강기구(1030) 내의 적재테이블의 바깥둘레 모서리를 따라 수평면 위에서 움직인다.
동작공간영역 내의 웨이퍼운송기구(1040)의 기준위치가 이전에, 즉 운송헤드(1043)를 구동하기 위한 수단 내의 하나의 벨트전송기구의 풀리비율에 따라 설정된다. 그리하여, 상기에 설명된 보호동작은 확실히 수행되고, 웨이퍼 운송기구(1040)는 소정의 보호위치에 운송된다.
이러한 상태에서, 보트전송부(1035)의 제1운송부(1035A) 위에 반도체 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼보트는 보트운송기구(1036)에 의해 보트승강기구(1030) 내에 적재테이블(1032B)에 운송되고, 그리고 나서, 적재테이블(1032B)과 함께 웨이퍼보트는 보트승강기구(1030)에 의해 열처리로(1028) 내로 도입된다. 그러면, 보트운송기구(1036)는 그 동작공간영역 아래의 보호위치로 이동되고, 하나의 웨이퍼보트가 열처리된다. 동시에, 제1운송위치(1035A) 상의 웨이퍼보트에 관한 반도체 웨이퍼의 운송이 병렬적으로 수행된다.
열처리가 완료된 후에, 적재테이블(1032B)은 아래로 움직여 열처리 후의 웨이퍼보트가 열처리로(1028)에서 반출되어, 적재영역 Sb 내로 운송되고, 열처리로(1028)의 바닥끝개구부(1028A)가 즉시 셔터(1033)에 의해 닫혀진다.
열처리 후의 웨이퍼보트가 반출되면, 제1적재부(1035A) 위에서 대기중인 열처리 전의 웨이퍼보트(1031B)는 우선 보트운송기구(1036)에 의해 제2적재부(1035B)에 운송된다. 그러면, 열처리 후에 웨이퍼보트(1031A)가 적재테이블(1032B)로부터 제1적재부(1035A)에 운송되고, 마지막으로 제2적재테이블(1035B) 상의 웨이퍼보트(1031B)는 적재테이블(1032B)에 운송된다.
그러면, 반도체 웨이퍼는 열처리 후에 웨이퍼운송기구(1040)에 의해 웨이퍼보트(1031A)에서 반출되어, 캐리어적재부(1021) 상의 캐리어(1020) 내에 적재되고, 캐리어운송기구(1025)에 의해 운송되고 반입·반출구(1013)를 통하여 반출된다.
상기에 설명된 열처리장치(1010)에 따라, 웨이퍼운송기구(1040)는 보트운송기구(1036) 위가 아닌, 수평면 위로 이동되고, 수납체(1011)의 측면에 피하여 보호되어, 운송 시에 웨이퍼보트는 웨이퍼운송기구(1040)와 간섭하지 않는다. 더하여, 하부에서 웨이퍼운송기구(1040)는 승강기구의 면과 같은 면에 보호되기 때문에, 열처리로로부터의 열의 영향이 매우 작아질 수 있어, 열처리장치는 오랜 기간동안 안정적으로 작동될 수 있다.
웨이퍼운송기구(1040)가 동작공간영역에서 보호위치로 이동할 때, 웨이퍼운송기구(1040)의 운송헤드(1043)는 수평면 위에서 하부의 보트승강기구(1030)의 적재테이블(1032B)의 바깥둘레 모서리를 따라, 즉 운송헤드(1043)의 회전중심축(1431)의 궤적 L의 반대방향으로 구부러진 아크형의 통로를 통하여 움직여진다. 그러므로, 웨이퍼운송기구(1040)의 보호동작을 위해 필요한 공간은 감소될 수 있다. 더하여, 적재영역 Sb에서, 보트적재부(1035)와 보트승강기구(1030)는 공간활용도가 높게 배치될 수 있다. 예를 들면, 캐리어적재부(1021)와 보트승강기구(1030) 사이의 간격은 종래의 간격보다 약 20% 내지 30%까지 작아질 수 있다. 그러므로, 높은 완성도를 유지하면서 전 장치를 축소할 수 있다.
상기에 설명된 수직열처리장치(1010)의 예가 아래에 설명될 수 있다. 웨이퍼전송기구(1040)를 위한 동작공간영역에서 기준위치(보호동작 시작위치)에서, 수납체(1011)의 측면에 관하여 회전암(1042)의 회전각 α는 64.5°이고, 회전암(1042)의 중심축에 관하여 운송헤드(1043)의 회전각 β는 종방향으로 39.5°이고, 웨이퍼운송기구(1040)가 그 보호위치에 위치되어 있을 때, 신축기구(1045)의 최종길이는 247.6mm(도 13.(a)에 나타남)이다.
본 발명의 바람직한 실시예가 상기에 설명되었지만, 본 발명의 동작은 상기에 설명된 동작에 제한되지 않는다. 예를 들면, 피처리체는 캐리어적재부 위의 캐리어로부터 직접 보트승강기구 내의 적재테이블 위의 웨이퍼보트에 운송될 수 있다. 이것은 작은 수의 다양한 피처리체가 처리될 때, 특히 유용하다.
하나의 웨이퍼보트에서 열처리가 수행되는 동안, 제1운송영역 상의 다른 웨이퍼보트에 관하여 반도체 웨이퍼의 운송이 완료될 때, 제1적재부에서 제2적재부로의 웨이퍼보트의 운송은 이전에 보트운송기구에 의해 수행되어질 수 있다.
운송헤드구동수단에서, 하나의 회전암의 회전에 의해 회전되어지는 하나의 전송기구의 피구동풀리가 운송헤드가 연결되는 또 다른 벨트전송기구의 피구동풀리와 일체적으로 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 수직열처리장치에서 처리되는 피처리체는 반도체 웨이퍼에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명에 따른 수직열처리장치는 열처리 유리웨이퍼나 세라믹 웨이퍼용으로도 적절하게 사용될 수 있다.
첨부되는 도면을 참고하여, 세 번째 발명이 아래에 자세하게 설명될 것이다.
(첫 번째 바람직한 실시예)
(전 열처리장치의 도식적인 구성)
첨부되는 도면을 참고하여, 세 번째 발명의 바람직한 실시예가 아래에 자세하게 설명될 것이다.
도 15는 세 번째 발명에 따른 수직열처리장치의 도식적인 사시도이다.
도 15에 따라, 수직열처리장치의 윤곽을 정의하는 수납체(2010)는 분리벽(2012)에 의해 캐리어운송영역 Sa와 적재영역 Sb로 나뉘어진다.
캐리어운송영역 Sa에서, 피처리체(이후 또한 피처리기판이라 함) 역할을 하는 반도체 웨이퍼(이후 웨이퍼(W)라 함)가 수납되는 캐리어의 반입·반출과 저장 등이 수행된다. 적재부 Sb에는, 웨이퍼(W)의 캐리어(2014) 내부에서 홀더(이후 또한 보트라고도 언급함)(2016)로의 운송과 홀더(2016)의 열처리로(2018)로의 반입·반출 등이 수행된다.
청정한 공기가 캐리어운송영역에 필터(도시되지 않음)를 통하여 공급되어, 캐리어운송영역 Sa는 대기중의 공기 분위기로 유지된다. 청정한 공기 또는 질소가스와 같은 불활성가스는 적재영역 Sb에 공급되어, 적재부 Sb는 대기중의 공기 분위기 또는 불활성가스 분위기로 유지된다.
캐리어(2014)는 그 안에 복수의 웨이퍼(W)를 수납하고 FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard)도어(2015)에 의해 닫혀지는 소위 폐쇄형의 캐리어이다. 특히, 캐리어(2014)는, 그 안에 예를 들면 300mm의 소정의 직경을 가진, 예를 들면 13 내지 25매의 복수의 웨이퍼를 수직방향으로 일정한 간격을 가진 다단의 수평상태로 수납할 수 있고 휴대가 가능한 플라스틱용기이며, FIMS도어(2015)는 분리가 가능하며 용기의 앞면에 형성된 웨이퍼 유출구를 밀폐적으로 폐쇄하도록 설치되어 있다.
수납체(2010)의 앞면부는 운송로봇이나 작동기에 의해 캐리어를 반입·반출하기 위한 캐리어 반입·반출구(2020)가 구비되어 있다. 캐리어 반입·반출구(2020)에는 캐리어운송영역 Sa에서 캐리어(2014)를 반입·반출하기 위한 적재포트(2022)가 설치되어 있다. 적재포트(2022)에 설치된 운송기구(2024)에 의해, 캐리어(2014)는 적재포트로 이동하여 캐리어운송영역 Sa의 내부에 운송된다.
캐리어운송영역 Sa에서, 복수의 캐리어(2014)를 저장하기 위한 선반 같은 저장부(2026)가 적재포트(2022)와 분리벽(2012) 위에 구비되어있다.
캐리어운송영역 Sa 내의 분리벽(2012)의 한 면에는, 캐리어적재부(이후 FIMS포트라고 부름)(2027)가 그 위에 캐리어(2014)를 지지하여 웨이퍼를 운송하도록 설치되어 있다. 캐리어적재영역 Sa에는, 캐리어운송기구(2028)가 적재부(2022)와 저장부(2026) 및 캐리어적재부(2027) 사이에 캐리어(2014)를 운송하도록 구비되어 있다.
캐리어운송기구(2028)는, 캐리어운송영역 Sa의 한 면에 설치된 승강기구(2028A)에 의해 수직으로 움직이는 승강암(2028B)과; 승강암(2028B) 위에 설치된 암(2028C) 및, 캐리어(2014)를 운송하기 위해 그 위에 캐리어(2014)의 바닥을 지지하기 위한 암(2028C) 위에 설치된 운송암(2028D)으로 구성되어 있다.
분리벽(2012)은 캐리어(2014)의 웨이퍼 유출구에 대응하는 형상을 가지도록 형성되고, 개폐가 가능한 도어(2030)가 구비되어 있다. 캐리어(2014)가 도어(2030)에 접촉하는 동안 도어(2030)를 열어, 캐리어(2014) 내의 웨이퍼(W)가 적재부 Sb에서 반입·반출될 수 있다.
한편, 적재부 Sb의 내부 위에는, 뚜껑(2032)이 승강기구(이후 보트승강기라고 함)(2034)에 의해 수직으로 움직일 수 있다. 뚜껑(2032)은 그 위에, 예를 들어 석영으로 만든, 수직방향으로 일정한 간격으로 다단으로 복수의 웨이퍼(W)를, 예를 들면 약 100 내지 150매의 웨이퍼를 지지하는 홀더(2016)를 지지할 수 있다. 뚜껑(2032)을 승강기구(2024)에 의해 수직으로 움직여, 웨이퍼(W)를 지지하는 홀더(2016)는 열처리로(2018)의 열처리챔버에서 반입·반출될 수 있다. 열처리로(2018)의 로구 주변에는, 뚜껑(2032)의 하향으로 움직이고 홀더(2016)가 열처리 후에 반출될 때, 로구를 폐쇄하기 위하여 수평방향으로 개/폐될 수 있는 셔터(2026)가 구비되어 있다.
적재영역 Sb의 한 면에는, 제1홀더적재부(이후 홀더지지기구 또는 보트단이라고 함)(2028)가 그 위에 웨이퍼를 운송하기 위하여 홀더(2016)를 지지하기 위해 설치되어 있다. 제1홀더적재부(2038)의 뒤에는, 제2홀더적재부(이후 대기단이라고 함)(2040)가 피처리체 역할을 하는 웨이퍼(W)를 지지하는 홀더(2016)를 그 위에 지지하도록 구비되어 있다.
캐리어운송부(2027)와 적재영역 Sb 내의 하단의 열처리로(2018) 사이에, 홀더운송기구(2042)가 제1홀더적재부(2023)와 제2홀더적재부(2040) 및 뚜껑(2017) 사이에 홀더(2016)를 운송하기 위해 설치되어 있다.
홀더운송기구(2042)는, 수평방향으로 회전되고 수직방향으로 움직일 수 있는 제1암(2042A)과, 수평방향으로 회전될 수 있도록 제1암(2042A)의 끝단부에서 지지되고, 수직방향으로 홀더(2016)를 지지할 수 있고, 실질적으로 C 형태의 개구부를 가진 지지암(2042B)으로 구성되어 있다.
홀더운송기구(2042) 위에는, 운송기구(2044)가 캐리어운송부 (2027) 위의 캐리어와 제1홀더적재부(2038) 위에 홀더 (2016) 사이에 웨이퍼(W)를 운송하기 위해 설치되어 있다. 운송기구(2044)는 승강기구(2044A)와, 승강기구 (2044A)에 연결되고 수평방향으로 회전이 가능한 제1암(2044B) 및, 제2암(2044C) 위에 설치되고, 신축이 가능한 지지암(2044D)으로 구성되어 있다. 지지암(2044D)은 복수의, 예를 들면 2 내지 5의 포크형상의 얇은 판으로 구성되어 있고, 그 위에 웨이퍼(W)를 지지하고 움직일 수 있다.
이러한 구조를 가진 수직열처리장치에서 웨이퍼(W)를 열처리하기 위한 과정은 아래에 설명될 것이다.
캐리어(2014)가 적재포트(2022) 위에 지지된 후, 운송기구(2024)는 캐리어 (2014)를 캐리어운송영역 Sa에 캐리어 반입·반출구(2020)를 거쳐 운송한다. 그리고 나서, 캐리어운송영역 Sa 내의 적재포트(2022) 상의 캐리어(2014)는 캐리어운송기구(2028)에 의해 저장부(2026)에 운송된다. 더욱이, 저장부(2026) 내의 캐리어(2014)는 캐리어운송기구(2028)에 의해 캐리어적재부(2027)에 운송된다.
캐리어적재영역(2027) 상의 캐리어(2014)의 FIMS도어(2015)와 분리벽(2012)의 도어(2030)가 개방되면, 운송기구(2044)는 반도체 웨이퍼(W)를 캐리어(2014)에서 반출하여, 이어서 웨이퍼(W)를 제1홀더적재부(2038) 상에 대기하는 빈 홀더(2016)에 운송한다.
홀더운송기구(2024)에 의해, 웨이퍼(W)를 지지하는 홀더(2016)가 제1홀더적재부(2038)로부터 필요하면 제2홀더적재부(2040)를 거쳐 뚜껑의 상부면에 운송된다. 웨이퍼(W)를 지지하는 뚜껑 위의 홀더(2016)는 승강기구(2034)에 의해 열처리가 수행되는 열처리로(2018)의 열처리챔버 안에 수납되어있다. 더욱이, 뚜껑 (2032)이 수직방향으로 움직일 때, 셔터(2036)는 보호될 수 있게 한다.
열처리가 완료된 후, 뚜껑(2032)이 승강기구(2034)에 의해 아래로 움직이고, 홀더(2016)는 열처리로(2018)의 열처리챔버에서 반출되어 적재영역 Sb에 운송된다. 열처리로(2018)의 열처리챔버에서 반출되고, 열처리된 웨이퍼(W)를 지지하는 홀더(2016)는 뚜껑(2032)의 상부면에서 제1홀더적재부(2038)의 상부면으로 운송된다. 웨이퍼(W)는 제1홀더적재부(2038) 위에 배열된 홀더(2016)로부터 캐리어적재부(2017) 위에 배열된 캐리어(2014)에 운송기구(2044)에 의해 이동된다.
그 안에 열처리된 웨이퍼(W)를 수납하는 캐리어(2014)는 캐리어운송기구에 의해 적재포트(2022) 위에 적재되고, 운송기구(2024)에 의해 반입·반출구(2020)에서 반출된다.
(제1홀더지지부의 상세한 설명)
제1홀더지지부(보트단)(2038)는 아래에서 자세하게 설명될 것이다. 도 16은 위에서 본 제1홀더지지부(2038)의 부분단면도이다. 도 17과 18은 각각 도 16의 선 A-B 와 C-D를 따라 취한 제1홀더지지부(2038)의 부분단면도이다. 도 19와 도 20은 각각 도 16의 화살표 E 와 F 방향에서 본 제1홀더적재부(2038)의 측면도이다. 도 17과 도 18에서, 홀더(2016)의 홀더바닥판(2160)은 두점 점선에 의해 나타나있다. 홀더바닥판(2160)은 원형 바깥둘레(2162)를 가지는 평평한 링형상과, 직선에 의해 절단된 부분 및, 바깥둘레 (2162)와 중심을 공유하는 실질적으로 원형의 개구부(내주)(2164)를 가지고 있다. 개구부(2164)는 반경방향으로 양끝 주변에 한 쌍의 홈(2166a와 2166b)을 가지고 있다. 홈(166a와 166b)의 각각은 개구부(2164)의 중심에 관하여 대칭인 실질적으로 이등변삼각형 형상을 가지고있으며, 그 꼭지점은 둥그렇다.
제1홀더적재부(2038)는 주로 그 위에 홀더(2016)를 지지하기 위한 홀더적재테이블(2050)과, 열처리장치에 고정된 베이스(2056) 및, 홀더적재테이블(2050)과 베이스(2056) 사이에 배열된 구형 볼(2060)을 보관하는 볼보관기(2062)로 구성되어있다. 홀더적재테이블(2050) 위에, 한 쌍의 실질적으로 원통형의 돌출부(2068a와 2068b)는 홀더(2016)의 위치를 잡을 수 있도록 설치되어 있다. 홀더적재테이블(2050)은 디스크형의 홀더적재테이블 몸체(2050A)와 실질적으로 홀더적재테이블 몸체(2050A)와 중심을 공유하고, 홀더적재테이블 몸체(2050A)의 직경보다 약간 작은 직경을 가지는 외주를 가지는 얇고 평평한 링형상의 상부 레일부(2050B)로 구성되어 있다.
홀더적재테이블 몸체(2050A)는 실질적으로 홀더적재테이블 몸체(2050A)와 중심을 같이하는 원형개구부(2052)와 돌출부(2068a와 2068b)에 대응하고, 홀더적재테이블 몸체(2050A)의 중심에 관하여 서로 대칭인 한 쌍의 원형개구부(2054a 와 2054b)로 형성되어 있다.
베이스(2056)는 실질적으로 홀더적재테이블 몸체(2050A)에 대응하는 평평한 링형상의 베이스 상부판(2056A)과, 베이스 상부판(2056A)의 상부면에 배치되고 실질적으로 상부 레일부(2050B)에 대응하는 평평한 링형상의 바닥 레일부(2056B)와, 베이스 상부판(2056A)의 아랫면에 연결된 실질적으로 원통의 연결부(2056C) 및, 연결부(2056C)에 연결된 평평한 링형상의 베이스 바닥판(2056D)으로 구성되어 있다. 베이스 상부판(2056A)은 실질적으로 원형의 개구부(2058a와 2058b)로 형성되어 있으며, 그 위치와 형상은 각각 홀더적재테이블(2050)의 개구부(2054a와 2054b)의 위치와 형상에 대응한다.
베이스 상부판(2056A)은 반지름 방향으로 양끝에 그 바깥둘레에 한 쌍의 실질적으로 직사각형의 개구부(2057a와 2057b)로 형성되어 있다. 또한, 볼보관기(2062)와 바닥 레일부(2056B)는 개구부(2057a와 2057b)에서 조차 연속적으로 형성되어 있다.
볼보관기(2062)는 실질적으로 상부 레일부(2050B)와 바닥 레일부(2056B)에 대응하는 평평한 링형상을 가지고 있다. 볼보관기(2062)의 두께는 볼(2060)의 직경보다 작다. 볼보관기(2062)는 볼(2060)의 직경보다 약간 큰 직경을 가지는 원형의 개구부로 형성되어 있고, 볼(2060)은 이 개구부에 보관된다.
볼보관기(2062) 안에 보관된 볼은 상부 레일부(2050B)와 바닥 레일부(2056B) 사이에서 회전한다. 그러므로, 상부 레일부(2050B)와 바닥 레일부(2056B) 사이에서 미끄러지는 동작에서의 마찰은 볼(2060)에 의해 감소된다.
즉, 세 번째 발명에 따라, 볼보관기(2062)와 볼(2060)의 조합은, 홀더적재테이블(2050)과 베이스(2056) 사이에서 홀더적재테이블(2050)의 주요면(홀더적재테이블 몸체(2050A)의 바닥면과 상부면)을 따라 움직이는 슬라이딩기구와 같은 기능을 보유하기 위한 것이다. 또한, 이러한 동작은 홀더적재테이블(2050)의 주요부에 수직한 축에 대한 회전운동을 포함한다.
돌출부(2068a와 2068b)는 각각 축(2066a와 2066b)에 연결되어 있으며, 축은 각각 베이스 바닥판(2056B) 위에 설치된 공기실린더(2068a와 2068b)에 연결되어 있다. 축(2066a와 2066b)은 L 형상을 가지며, 각각 베이스(2056)의 개구부(2058a와 2058b) 및 홀더적재테이블(2050)의 개구부(2054a 와 2054b)를 통과한다.
공기 또는 질소가스가 공기실린더(2064a와 2064b)(가스배관은 도시되지 않음)의 각각에 공급되어, 축(2066a와 2066b)은 그들의 가스압력에 의해서 베이스(2056)의 중심을 향하여 밀어지거나 당겨질 수 있다. 만약 축(2066a와 2066b)이 밀어지거나 당겨지면, 돌출부(2068a와 2068b)가 각각 베이스 (2056B)의 중심에 다가가거나 멀어질 수 있도록 움직인다.
도 16과 도 17에서, 실선은 공기실린더(2064a와 2064b)의 가스압력이 감소되어, 두 축(2066a와 2066b)을 뒤로 당기는 상태를 나타낸다.
공기실린더(2064a와 2064b)의 작동에 의해, 돌출부(2068a와 2068b)의 중심사이의 거리는 최대 L2에서 최소 L1 사이에서 변한다. 더하여, 이때, 공기실린더(2064a와 2064b)의 행정 △L과 돌출부(2068a와 2068b) 사이의 거리의 최대값 L2와 최소값 L1 사이의 관계는 L2 = L1 + 2△L이다.
돌출부(2068a와 2068b) 사이의 거리가 증가하면, 각각 홈(2166a와 2166b)의 정점의 주변에서 멈추도록 홀더바닥판(2160) 내에 구비되어있는 홈(2166a와 2166b)에 들어간다(채운다).
이와 동시에 홀더(2016)가 베이스(2056) 위에서 소정의 위치와 소정의 방향으로(베이스(2056)의 중심에서 그리고 홈(2166a와 2166b)이 돌출부(2068a와 2068b)에 대응하는 방향으로) 위치하게 되면, 홀더(2016)와 베이스 (2056)의 방향과 위치사이의 관계는 유지된다.
한편, 홀더(2016)의 배치가 이러한 소정의 위치에서 바뀌면, 홀더(2016)는 돌출부(2068a와 2068b)의 움직임에 따라 움직여, 베이스(2056)에 관하여 홀더 (2016)의 위치와 방향은 변한다. 즉, 홀더(2016)는 베이스(2056) 위에서 움직여, 그 위치가 소정의 위치로 조절된다. 즉, 돌출부(2068a와 2068b)는 홀더바닥판 (2160)에 형성된 홈에 대응하여 홀더(2016)의 위치를 조절하기 위한 홀더위치조절기구의 역할을 한다.
볼보관기(2062)에 보관된 볼은 홀더의 위치가 조절될 때, 슬라이딩기구로써 기능하기 때문에, 홀더적재테이블(2050)은 홀더(2016)에 따라 움직일 수 있다. 결과적으로 공기실린더(2064a와 2064b)의 힘은 그리 크지 않고, 홀더(2016)의 위치는 쉽게 조절될 수 있다.
한 쌍의 공기실린더 홀더(2070a와 2070b)가 각각 홀더적재테이블(2050)의 바닥면에 베이스(2056)의 개구부(2057a와 2057b)에 대응하도록 나사(2072a와 2072b)에 의해 적재되어있다.
결과적으로, 공기실린더(2074a와 2074b)는 각각 바닥레일부(2056B)에 대응하도록 베이스(2056)의 개구부 (2057a와 2057b)에 배열되어 있다. 축(2076a와 2076b)이 각각 공기실린더(2074a와 2074b)로부터 나와 있고, 실질적으로 원통형 이동기구(2077a와 2077b)가 각각 축(2076a와 2076b)의 끝단에 형성되어 있다.
이동기구(2077a와 2077b)는 고무와 같은 탄성체로 만들어졌다. 축(2076a와 2076b)은 베이스(2056)의 주요면에 수직한 방향으로 신장하고, 이동기구(2077a와 2077b)는 각각 da와 db의 적은 거리를 두고 바닥레일부(2056B)를 대면한다. 공기 또는 질소 가스는 공기실린더(2074a와 2074b)(가스배관은 도시되지 않음)에 공급되어, 축(2076a와 2076b)에 연결된 이동기구(2077a와 2077b)는 가스압에 의해 바닥레이부(2056B)로부터 밀리거나 당겨질 수 있다.(거리 da와 db는 변한다.)
이동기구(2077a와 2077b)를 바닥레일부(2056B)에 대하여 밀어내어, 홀더적재테이블(2050)은 베이스(2056) 위에서 멈춰질 수 있다. 이것은 이동기구(2077a와 2077b)가 연결된 공기실린더(2074a와 2074b)가 홀더적재테이블에 고정되어 있다는 사실과, 다른 한편으로는, 바닥레일부(2056B)는 베이스(2056)의 부분을 구성한다는 사실에 근거한다. 상기에 설명된 바처럼, 이동기구(2077a와 2077b)를 가지는 공기실린더(2074a와 2074b)는 베이스(2056)에 홀더적재테이블(2050)을 고정하기 위한 적재테이블 고정기구로서의 기능을 한다. 세 개의 판스프링(2078a, 2078b와 2078c)이 각각 실직적으로 동일한 간격으로 나사(2080a, 2080b 와 2080c)에 의해 베이스 (2056)의 측면에 적재되어 있다. 판스프링(2078)은 실질적으로 직사각형의 고정부(2782)와, 고정부(2782)에 형성된 두 쌍의 탄성부(2784a와 2784b) 및, 탄성부 (2786a와 2786b)로 구성되어 있다. 탄성부(2784a와 2784b)는 그 끝단부의 주변에 상부레일부(2050B)의 측면에 접촉하고, 탄성부(2786a와 2786b)는 그 끝단부의 주변에 볼보관기(2062)의 측면에 접촉하여, 인가된 힘이 베이스(2056)의 중심을 향하여 적용된다.
즉, 탄성부(2084a와 2084b)는 베이스(2056)의 중심을 향하여 홀더적재테이블(2050)에 힘을 가하기 위한 힘 인가수단으로써 작용하며, 탄성부(2786a와 2786b)는 베이스(2056)의 중심을 향하여 슬라이딩기구(볼(2060)과 볼보관기(2062))에 힘을 가하기 위한 힘 인가수단으로써 작용한다. 마지막으로, 세 개의 판스프링(2078a, 2078b, 2078c)은 세 방향으로부터 베이스(2056)의 중심을 향하여 홀더적재테이블(2050)과 슬라이딩기구 양자에 힘을 가하기 위해 적용되는 힘 인가수단으로써 작용한다.
즉, 세 개의 판스프링(2078a, 2078b, 2078c)은 소정의 위치(베이스(2056)의 중심)에 복귀하기 위한 적재테이블 위치복구기구로써의 기능을 하고, 소정의 위치(베이스(2056)의 중심)에 슬라이딩기구를 복귀시키기 위한 슬라이딩기구 복구기구로써의 기능을 한다.
홀더적재테이블(2050)과 베이스(2056)의 사이에, 한 쌍의 나선형의 스프링 (2082a와 2082b)이 설치되어 있다. 나선형 스프링(2082a와 2082b)의 양끝은 홀더적재테이블 몸체(2050A)의 바깥둘레면에 적재된 실질적으로 L 형상의 제1스프링 고정장치(2084)와, 제1스프링 고정장치(2084)의 끝단부를 둘러싸기 위해 베이스 상부판(2056A)에 연결된 한 쌍의 제2스프링 고정장치(2086a와 2086b)에 연결되어 있다.
나선형의 스프링(2082a와 2082b)은 베이스(2056)의 바깥둘레면을 따라 연장되어 홀더적재테이블(2050)을 베이스(2056)에 연결한다. 그러므로, 홀더적재테이블(2050)이 베이스(2056)에 관하여 회전할 때, 인가된 힘은 베이스(2056)에 관하여 홀더적재테이블을 역으로 회전시키기 위해 적용된다.
즉, 나선형 스프링(2082a와 2082b)은 베이스(2056)에 관하여 홀더적재테이블 (2050)의 상대적인 각을 회전 전의 각으로 복귀시키기 위한 적재테이블 각복구기구로써 기능한다. 결과적으로, 적재테이블 위치복구기구와 함께, 예를 들면, 홀더적재테이블(2050)의 개구부(2054a, 2054b)와 축(2066a, 2066b) 사이의 위치관계와, 공기실린더(2074a, 2074b)와 베이스(2056)의 개구부(2057a, 2057b) 사이의 위치관계는 항상 적절한 상태로 유지된다.
(제1홀더적재부의 개념적 설명)
도 21은 도 16 내지 도 20에 나타난 제1홀더적재부(보트단)(2030)의 구성을 간단하게 나타내는 개략도이다. 도 21A와 21B는 각각 제1홀더적재부(2038)의 상부단면도(도 16에 대응하는)와 부분단면도(도 17 내지 도 19에 대응하는)이다. 도 21B의 좌측 반은 주로 도 17에 대응하고, 도 21B의 우측 반은 실질적으로 도 18에 대응한다.
홀더적재테이블(2050)과 베이스(2056)의 사이에는, 슬라이딩기구의 역할을 하는 볼(2060)이 홀더적재테이블(2050)의 주요 면을 따라 움직이도록 하고, 주요 면에 수직인 축에 관하여 회전하도록 한다.
홀더위치조정기구로써 역할을 하는 한 쌍의 돌출부(2068a와 2068b)가 홀더적재테이블 위의 개구부의 베이스(2056)의 중심에 대하여 대칭이 되도록 배치되어 있다. 돌출부(2068a와 2068b) 사이의 거리는 공기실린더(2064a와 2064b)에 의해 바뀔 수 있다. 돌출부(2086a와 2086b)는 홀더바닥판(2160)의 개구부(2164) 내에 형성된 한 쌍의 홈(2166a와 2166b)에 들어가 홀더(2016)의 위치를 조절한다.
공기실린더(2074)의 이동기구(2077)는 홀더적재테이블(2050)을 베이스(2056)에 고정하기 위한 적재테이블 고정기구로써의 역할을 한다. 도 18에는, 공기실린더(2074)가 홀더적재테이블(2050)에 연결되고, 도 21에서, 공기실린더(2074)는 베이스(2056)에 고정된다. 도 18과 도 21의 차이는, 전자는 공간절약을 중시하고, 후자는 이해를 쉽게 하는 것을 중시한다는 사실에 기초한다. 공기실린더가 비록 홀더적재테이블(2050)과 베이스(2056) 중의 어느 하나에 고정되어 있을지라도 이동기구(2077)는 홀더적재테이블(2050)과 베이스(2056) 사이의 상대적인 움직임을 저지한다.
세 개의 스프링(2078a, 2078b 및 2078c) 각각은 베이스(2056)의 중심을 향하여 세 방향으로 힘을 홀더적재부(2050)에 인가하기 위한 힘 인가수단으로써 기능한다. 이러한 세 개의 판스프링(2078a, 2078b 및 2078c)은 전체로서, 홀더적재테이블의 위치를 복귀시키기 위한 적재테이블 위치복구기구로써 기능한다.
한 쌍의 스프링(2082a와 2082b)은 홀더적재테이블과 베이스(2056) 사이의 각 관계를 복귀시키기 위한 적재테이블 각복구기구로써 기능한다.
(피처리체를 홀더에 운송하는 과정)
웨이퍼(W)를 제1홀더적재부(보트단) 위의 홀더(2016)를 운송하는 과정은 아래에 상세하게 설명될 것이다. 도 22 내지 도 27은 이러한 과정에서 제1홀더적재부의 상태를 나타내는 도식적인 그림이고, 도 28은 운송과정을 나타내는 플로우챠트이다.
(1) 홀더(2016)가 적재되지 않은 홀더적재테이블(2050)(도 22)에는 홀더(2016)가 적재된다(도 23과 S10 단계).
홀더적재테이블(2050) 위에 홀더(2016)의 적재는 상기에 설명된 홀더운송기구(2042)(도 15를 보면)에 의해 수행된다. 이와 동시에, 적재된 홀더(2016)의 중심 C2는 베이스(2056)의 중심(홀더가 운송되는 기준위치) C1으로부터 이동될 약간의 가능성이 있어, 베이스(2056)의 중심 C1은 홀더(2016)의 중심 C2와 일치하지 않을 수 있다.
더욱이, 홀더의 운송 전에, 홀더위치조절기구(돌출부(2068)와 공기실린더(2064))와 적재테이블고정기구(이동기구(2077)와 공기실린더(2074))는 풀려져 있다고 가정된다.
(2) 홀더의 위치는 홀더위치조절기구(돌출부(2068)와 공기실린더 (2064))에 의해 조절된다(도 24와 S11 단계).
한 쌍의 돌출부(2068)는 그 사이의 거리가 증가하도록 움직인다. 비록 한 쌍의 돌출부(2068)가 다른 시간에 움직일 수 있을지라도, 한 쌍의 돌출부(2068)는 바람직하게는 작동시간의 관점에서 동시에 움직인다.
한 쌍의 돌출부(2068)는 각각 홀더바닥판(2160)의 개구부(2164)에 형성된 한 쌍의 홈(2166a와 2166b)의 끝단에 들어가서, 홀더(2016)의 위치는 조절된다(돌출부(2068)과 홈(2166)의 맞물림). 예를 들어, 홈(2166a와 2166b)의 끝단부는 홀더바닥판(2160)의 중심에 대하여 대칭이 되도록 설정되고, 한 쌍의 돌출부(2068)는 각각 베이스(2056)의 중심에 대하여 대칭이 되는 위치에 움직여, 홀더(2016)의 중심 C1은 베이스(2056)의 중심 C2와 일치할 수 있다.
홀더적재테이블(2050)은 베이스(2056)를 미끄러지게 하여 홀더(2016)와 함께 움직일 수 있기 때문에, 홀더(2016)를 어떤 강한 힘을 가하지 않고 빠르게 움직이게 할 수 있다.
(3) 홀더적재테이블(2050)은 적재테이블고정기구(이동기구(2077)와 공기실린더(2074))에 의해 베이스(2056)에 고정된다(S12 단계).
이러한 고정은 홀더적재테이블(2050) 또는 베이스 (2056)에 고정된 공기실린더에 의해 홀더적재테이블(2050) 또는 베이스(2056)에 대하여 이동기구(2077)를 밀어 수행된다.
이러한 고정단계는 다음 단계 S13에서 웨이퍼(W)의 운송 중에 홀더적재테이블(2050)의 이동을 확실히 막기 위해 S13에 우선하여 수행된다. 돌출부(2068)와 홈(2166)에 의해 홀더(2016)의 움직임을 막는 것이 가능하다면, 이러한 고정은 뒤이은 단계 S14에서 홀더의 위치조절해제 직전에 수행될 수 있다. 홀더적재테이블(2050)의 고정이 단계 S14에 우선하여 수행되는 이유는 홀더의 위치조절해제 중에 홀더적재테이블(2050)의 이동을 막는 것이 필요하기 때문이다.
(4) 웨이퍼(W)는 홀더적재테이블(2050) 위에 적재된 홀더(2016)에 운송된다(도 25와 단계 S13).
피처리체 역할을 하는 웨이퍼(W)는 그 모서리부가 홀더(2016)의 지지체에 홈 안으로 들어가도록 운송되고 고정된다. 이러한 운송은 상기에 설명된 운송기구(2044)에 의해 수행된다(도 15를 본다).
홀더(2016)의 위치는 이러한 운송에 선행하여 단계 S11에서 조절되어 있기 때문에, 피처리체 역할을 하는 웨이퍼(W)는 정밀하게 홀더(2016)에 운송될 수 있다(웨이퍼(W)와 홀더(2016) 사이의 위치관계의 조절).
홀더(2016)에 관하여 웨이퍼(W)의 위치를 정밀하게 제어함에 의하여, 웨이퍼(W)에 열처리의 균일성을 쉽게 확보할 수 있다. 한편, 장착된 홀더(2016)의 위치의 정밀도가 나쁘다면, 웨이퍼(W) 상의 열처리의 균일성을 확보하는 것이 어려울 뿐만 아니라, 홀더(2016)의 지지체의 홈 안으로 웨이퍼(W)를 삽입할 수 없다는 것도 고려된다.
(5) 홀더위치조절기구가 해제된다(단계 S14).
즉, 한 쌍의 돌출부(2068)(2068)가 실린더(2064)의 움직임에 의하여 베이스(2056)의 중심을 향하여 움직이고, 홈(2166)의 홀더바닥판(2160)과 맞물림이 해제된다. 이와 동시에, 홀더적재테이블(2050)의 움직임은 적재테이블고정기구(이동기구(2077)와 공기실린더(2074))의 움직임에 의해 저지된다.
(6) 홀더(2016)는 홀더적재테이블(2050)로부터 제거된다(도 26과 단계 S15).
이때에도 단계 14와 동일하게, 홀더적재테이블(2050)의 움직임은 적재테이블고정기구(이동기구(2077)와 공기실린더(2074))의 움직임에 의해 차단된다.
(7) 적재테이블고정기구(이동기구(2077)와 공기실린더(2074))는 해제되어, 홀더적재테이블(2050)이 베이스(2050)에 대한 상대적 움직임이 가능하도록 한다(단계 16). 즉, 이동기구(2077)는 공기실린더(2074)의 움직임에 의해 홀더적재테이블(2050) 또는 베이스(2056)과 접촉하지 않아, 홀더적재테이블(2050)은 슬라이딩기구(볼(2060))의 움직임에 의해 쉽게 이동될 수 있다.
그 후에, 홀더적재테이블(2050)의 중심은 적재테이블 위치복구기구(스프링 2078a, 2078b 및 2078c)와 적재테이블 각복구기구(스프링 2082a와 2082b)의 움직임에 의해 베이스(2056)의 중심 C1과 일치하여, 홀더적재테이블(2050)은 홀더가 그 위에 적재되기 전 단계로 복귀한다(도 15) (도 27과 단계 S17).
홀더의 적재 전에 홀더적재테이블(2050)의 위치는 같은 위치로 복귀하기 때문에, 홀더(2016)의 위치조절에 따른 홀더적재테이블(2050)의 이동량은 단계 11에서 확보될 수 있다.
한편, 홀더적재테이블의 위치가 복귀되지 않으면, 홀더적재테이블(2050)에 적재된 홀더(2016)의 위치가 홀더의 최후의 적재방향과 같은 방향으로 바뀐 때, 홀더적재테이블(2050)은 충분히 이동될 수 없을 어느 정도의 가능성이 있다.
상기에 설명된 바처럼, 본 발명에 따른 홀더적재부(보트단)는 홀더의 위치를 소정의 위치로 조절하기 위한 홀더위치조절기구를 가지고 있어, 홀더에 피처리체를 정밀하게 운송하고 고정하는 것이 가능하다.
(다른 바람직한 실시예)
상기에 설명된 바람직한 실시예는 확장되거나 변경될 수 있고, 확장되거나 변경된 바람직한 실시예들이 본 발명의 기술적 범위 안에 포함되어야 한다.
(1) 제1홀더적재부(보트단)는 상기에 설명된 바람직한 실시예에서 열처리장치의 한 부분인 경우, 제1홀더적재부는 열처리장치와 분리될 수 있다. 예를 들면, 피처리체는 열처리장치의 외부 홀더적재부 내의 홀더에 운송될 수 있고, 그 후, 피처리체가 완전히 운송된 홀더는 열처리장치에서 열처리를 수행하기 위해 열처리장치에 운송될 수 있다.
(2) 슬라이딩기구는 볼과 볼 보관을 위한 보관기의 조합에 제한되지 않는다. 예를 들면, 홀더적재테이블과 베이스 사이의 마찰을 줄이기 위해 윤활유와 같은 어떠한 수단도 사용될 수 있다. 더하여, 슬라이딩기구는 홀더적재테이블과 베이스중 어느 하나에 고정될 수 있다.
(3) 홀더위치조절기구는 돌출부와 돌출부에 연결된 공기실린더의 조합에 제한되지 않아야 한다. 돌출부를 이동시키는 수단은 공기실린더에 제한되지 않아야 한다. 예를 들면, 전기모터와 같은 전기수단이 사용될 수 있다.
돌출부에 대응하는 홈의 위치는 홀더바닥판에 형성된 개구부에 제한되지 않아야 한다. 예를 들면, 홈은 홀더바닥판의 바깥둘레부에 형성될 수 있다. 이러한 경우, 돌출부들 사이의 간격은 감소되어, 홈이 돌출부에 맞물린다.
돌출부들이 홈들에 맞물릴 수 있다면, 돌출부와 홀더적재테이블의 홈의 형상 은 각각 원통형, 실질적으로 삼각형 형상으로 제한되지 않아야 한다. 예를 들면, 움푹파인 부분이 돌출부를 대신하여 구비되고, 홀더가 홈을 대신하여 돌출부로 구성된다면, 홀더의 위치는 돌출부와 움푹파인 부분의 맞물림에 의해 조절될 수 있다.
더하여, 돌출부의 수는 2개에 제한되지 않아야 한다. 홈과 대응하는 돌출부의 수는 각각 셋 또는 그 이상일 수 있다. 예를 들면, 세 개의 돌출부가 둘레에 배치되고, 이러한 돌출부가 둘레의 중심에 다가가거나 멀어지도록 움직인다면, 돌출부는 홈과 맞물릴 수 있다.
더욱이, 한 쌍의 돌출부 두 개가 상기에 설명된 바람직한 실시예에서 움직여지는 반면, 돌출부의 하나가 고정될 수 있고, 돌출부의 나머지 하나는 홀더의 위치를 조절하기 위해 이동될 수 있다.
(4) 적재테이블 위치복구기구 또는 적재테이블 각복구기구의 구성부품은 판 스프링 또는 나선형 스프링에 제한되지 않아야 한다. 예를 들어, 전기수단 또는 공기가 힘 인가수단으로 사용될 수 있다.
적재테이블 위치복구장치의 힘 인가수단의 수는 세 개에 제한되지 않아야 한다. 예를 들면, 같은 중심을 향하여 인가되는 힘은 네 개 이상의 힘 인가수단에 의해 홀더적재테이블에 적용될 수 있다.
비슷하게, 적재테이블 각복구기구는 두 개의 힘 인가수단에 제한되지 않아야 한다. 예를 들면, 적재테이블 각복구기구는 세 개 이상의 힘 인가수단으로 구성될 수 있다.
간단하게, 홀더적재테이블의 위치와 각이 소정의 위치와 각으로부터 바뀐다면, 적재테이블 위치복구기구 또는 적재테이블 각복구기구는 홀더적재테이블의 위치와 각을 소정의 위치와 각으로 복귀시키기 위해 힘을 인가하는 어떠한 수단도 가능하다. 예를 들면, 적재테이블 위치복구기구 또는 각복구기구는 자기력에 기초할 수 있다.
(5) 적재테이블 고정기구는 상기의 바람직한 실시예에서의 공기실린더와 이동기구의 조합에 제한되지 않아야 한다. 이동기구를 움직이는 수단은 공기실린더에 제한되지 않아야 한다. 예를 들면, 이동기구를 움직이는 수단은 전기모터와 같은 전기수단일 수 있다.
상기에 설명된 바처럼, 공기실린더는 홀더적재테이블과 베이스의 어느 하나에 고정될 수 있거나, 열처리장치의 전혀 다른 구성부품에 연결될 수도 있다.
이동기구의 형상과 재질은 적절하게 변경될 수 있다.
첨부되는 도면을 참고하여, 네 번째 발명은 아래에 자세하게 설명될 것이다.
첨부되는 도면을 참고하여, 네 번째 발명의 바람직한 실시예가 아래에 설명될 것이다.
도 29는 네 번째 발명에 따른 수직열처리장치의 바람직한 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 30은 도 29의 수직열처리장치와 다른 각도에서 본 수직열처리장치의 사시도이다.
이러한 도면에서 나타난 것처럼, 수직열처리장치(3001)는 웨이퍼(W)에 확산, 산화 또는 CVD와 같은 다양한 열처리를 수행할 수 있는 장치이다. 수직열처리장치(3001)의 윤곽을 정의하는 케이스(3010)의 내부는 분리벽 3012와 3013에 의해 캐리어운송영역 Sa와 적재영영(적재챔버) Sb 및 열처리영역 Sc로 나뉘어진다.
적재영역 Sb에서, 웨이퍼의 캐리어(3014)의 안으로부터 웨이퍼보트(3016)로의 운송과 웨이퍼보트(3016)를 수직열처리로로부터의 반입·반출이 수행된다. 청정한 공기는 필터(도시되지 않음)를 통하여 캐리어운송영역 Sa에 공급되어, 캐리어운송영역 Sa는 대기의 공기분위기로 유지된다. 적재영역 Sb는 질소가스의 분위기(불활성가스 또는 비산소의 분위기)가 형성되는 밀폐영역으로써 분리된다.
캐리어(3014)는 소위 밀폐형 캐리어이고, 그 안에 복수의 웨이퍼(W)를 수납하고, FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard) 도어(3015)에 의해 폐쇄된다. 특히, 캐리어(3014)는 그 안에 소정의 직경을 가진, 예를 들어 300mm의 직경의 복수의, 예를 들어 약 13 내지 25매의 웨이퍼(W)를 수직방향으로 일정한 간격을 가진 다단에 수평한 상태로 수납할 수 있는 휴대용의 플라스틱 용기이다. 또한, 캐리어(3014)는 그 앞면부에 웨이퍼(W)용 배출구를 구비하고, 배출구를 밀폐적으로 닫기 위한 분리가 가능한 FIMS도어가 구비되어있다.
케이스(3010)의 앞면부에는 작동기 또는 운송로봇에 의해 캐리어(3014)를 반입·반출하기 위한 캐리어반입·반출구가 구비되어있다. 캐리어반입·반출구는 캐리어운송영역 Sa에서 캐리어(3014)를 반입·반출하기 위한 적재포트(3044)가 구비되어 있다. 적재포트 위에 설치된 운송기구에 의해, 캐리어(3014)는 적재포트 위에서 움직여 캐리어운송영역 Sa의 내부로 운송된다.
캐리어운송영역 Sa에서, 복수의 캐리어(3014)를 저장하기 위한 선반 같은 저장부(3026)는 적재포트(3022) 위와 분리벽(3012)의 한 면 위에 설치되어 있다. 캐리어운송영역 Sa 내의 분리벽(3012)의 한 면에는, 캐리어적재부(FIMS 포트)(3027)가 그 위에 웨이퍼를 운송하기 위한 캐리어(3014)를 지지하기 위해 설치되어 있다. 캐리어운송영역 Sa에서, 캐리어운송기구(3028)는 적재부(3022)와 저장부(3026) 및 캐리어적재부(3027) 사이에서 캐리어를 운송하기 위해 설치되어 있다.
캐리어운송기구(3028)는, 캐리어운송영역 Sa의 한 면에 설치된 승강기구(3028a)와; 승강기구(3028a)에 의해 수직으로 움직이는 상승암(3028b)과; 상승암(3028b) 위에 설치된 암(3028c) 및; 캐리어(3014)를 운송하기 위해 캐리어(3014)의 바닥을 그 위에 지지하는 암(3028c) 위에 설치된 운송암(3028d)으로 구성되어 있다.
분리벽(3012)은 캐리어(3014)의 웨이퍼 반출구에 대응하는 형태를 가지도록 형성되고 개폐될 수 있는 도어(3030)가 설치되어 있다. 도어(3030)를 캐리어 (3014)가 도어(3030)에 접촉되는 동안, 도어(3030)을 열어서 캐리어(3014) 내의 웨이퍼(W)를 적재영역 Sb에서 반입·반출될 수 있다.
열처리영역 Sc에는, 그 안에 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼보트(3016)를 적재할 수 있는 열처리로(3018)가 설치되어, 소정의 열처리를 수행한다.
적재영역 Sb의 내부 위에는, 뚜껑(3032)이 승강기구인 보트승강기(3034)에 의해 수직으로 움직일 수 있도록 구비되어 있다. 뚜껑(3032)은 그 안에, 수직방향으로 일정한 간격으로 다단 위에 웨이퍼(W)를 복수의, 예를 들어 100 내지 150매를 지지할 수 있는, 예를 들어 석영으로 만든 홀더(3016)를 지지한다. 승강기구(3024)에 의해 뚜껑(3032)을 수직으로 이동함에 의해, 웨이퍼(W)를 지지할 수 있는 웨이퍼보트(3016)는 열처리로(3018)의 열처리챔버에서 반입·반출될 수 있다. 열처리로(3018)의 로구(throat) 주변에는, 뚜껑(3032)이 하향 이동 시와 보트(3016)가 열처리후 반출될 때, 로구를 닫기 위해 수직방향으로 개폐될 수 있는 셔터(3026)가 설치되어 있다.
적재영역 Sb의 한 면에는, 보트적재부인 보트단(3038)이 웨이퍼(W)를 운송하기 위한 웨이퍼보트(3016)를 그 위에 지지하도록 구비되어 있다. 보트단(3038) 뒤에는, 대기용 단(3040)이 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼보트(3016)를 그 위에 지지하기 위해 설치되어 있다.
적재부 Sb의 하단에는, 보트운송기구(3042)가 웨이퍼보트를 보트단(3038)과 대기용 단(3040) 및 뚜껑(3032) 사이에서 운송하기 위한 보트 승강기(3034)와 캐리어적재부(3027) 사이에 설치되어 있다.
보트운송기구(3042)는 수직방향으로 이동하고 수평방향으로 회전될 수 있는 제1암(3042a)과, 수평방향으로 회전이 가능하도록 제1암(3014a)의 끝단부 위에 지되고, 수직방향으로 보트(3016)를 지지할 수 있고, 실질적으로 C 형상의 개구부를 가진 지지암(3042b)으로 구성되어 있다. 보트운송기구(3042)의 위에, 운송기구(3044)는 캐리어운송부(3027) 위의 캐리어(3014)와 보트단(3038) 위의 웨이퍼보트(3016) 사이로 웨이퍼(W)를 운송하기 위해 설치되어 있다.
운송기구(3044)는 승강기구(3044a)와, 수평방향으로 회전할 수 있고 승강기구(3044a)에 연결된 제1암(3044b)과, 수평방향으로 회전할 수 있고 제1암에 연결된 제2암(3044c) 및, 제2암(3044c) 위에 구비되고 원위치로 돌아갈 수 있는 지지암(3044d)으로 구성되어 있다. 지지암(3044d)은 복수의, 예를 들면 2 내지 5개의 포크형의 얇은 판으로 구성되고, 그 위에 웨이퍼(W)를 지지하고 이동할 수 있다.
적재영영 Sb는 아래에 자세하게 설명될 것이다.
적재영역 Sb를 구성되는 케이스(3010)는 공기를 도입하기 위한 공기유입밸브(3051)와 질소가스 배출파이프에 연결된 배출관(3052)이 구비되어, 적재영역 Sb 안을 양(positive) 압력의 질소가스 분위기를 대기공기 분위기로 대체하여, 적재영역은 장치 등의 유지 시에 케이스(3010) 안의 분리벽(3012와 3013)으로 공기밀폐영역으로 분리된다.
이러한 바람직한 실시예에서, 예를 들면 30ppm 이하의 농도를 가지는 산소를 함유하는 질소가스의 분위기는 질소가스를 도입하는 밸브(3051과 3052)를 폐쇄함에 의하여 형성된다. 도 31에 나타난 것처럼, 이러한 산소의 농도는 산소농도 표본추출포트(3054a)로부터 산소분석기(도시되지 않음)에 의해 표본추출되고 검사된다.
이러한 바람직한 실시예에서 수직열처리장치(3001)는 적재영역 Sb에 설치된 O2센서를 사용하는 안전기구를 구비하고 있어, 동작기가 장치 등의 유지시에, 질소가스의 분위기가 적재영역 Sb에 형성되는 상태, 즉 영역 Sb에서의 산소의 농도가 낮은 상태로 잘못 적재영역 Sb에 들어가는 것을 방지한다.
도 32와 도 33에 나타난 것처럼, 안정기구(3055)는 열처리장치(3001)의 뒷면에 설치된 유지도어(3056)(도 30의)의 개폐(잠금/해제)를 조절하도록 설계되어 있다. 안정기구(3055)는 장치몸체의 케이스(3010) 내에 포함되어 있고, O2센서(3054)에 의해 감지된 산소의 농도에 근거하여 제어신호가 신호선(3057)을 통하여 입력되는 전자기잠금기구이다. 이러한 제어신호에 의해, 유지도어(3056)에 형성된 홈부(3060a)와 맞물리는 잠금핀(3058)의 돌출과 비돌출이 제어된다.
예를 들면, 적재영역 Sb 내의 산소농도가 19.5% 이하임이 O2센서에 의해 감지될 때, 잠금핀(3058)은 유지도어(3056)를 향해 돌출하여(홈부(3060a)와 맞물린다.), 유지도어(3056)의 잠금상태가 유지된다. 이러한 경우, 물론, 손잡이가 돌려질지라도, 도어(3056)는 열리지 않는다.
한편, 적재영역 Sb 내의 산소의 농도가 19.5% 이상인 것이 O2센서에 의해 감지될 때, 잠금핀(3058)은 유지도어(3056)로부터 후퇴하여(잠금핀(3058)은 홈부(3060a)와 맞물리지 않음), 유지도어(3056)는 유지도어(3056)가 열릴 수 있는 해제상태가 된다.
안정기구(3055)는 오류안정 기능을 가지고 있고, 총괄적으로 장치의 가동을 제어하는 주제어부(도시되지 않음)에 연결되어 있다. 즉, 주제어부 장치가 어떤 이유에서 정상적으로 동작하고 있지 않다는 것을 감지하면, 잠금핀(3058)은 영역 Sa에서의 산소농도가 19.5% 이상이라는 것을 감지될지라도 잠금상태를 유지한다.
안정기구(3055)는 또한, 산소농도에 기초한 제어신호의 종류에 관계없이, 신호선(3057)을 통하여 입력된 응급상황이 발생할 수 있다는 가정에서, 잠금상태를 해제하도록 하는 키부(3060)가 구비되어 있다. 더욱이, 물론, 유지도어가 열처리장치의 케이스 측면에 구비되면, 그러한 안정기구가 이 문에 적용될 수 있다.
도 31, 도 34 및 도 35를 참고하여, 바람직한 본 실시예에서 수직열처리장치(3001)의 적재영역 Sb에 구비된 가스순환냉각기구가 아래에 설명될 것이다. 더욱이, 도 31은 장치 1의 뒷면으로부터 관찰되는 가스순환냉각기구(3061)의 구조를 나타내는 사시도이다. 더하여, 도 34는 가스순환냉각기구(3061)를 구성하는 상부 라디에이터(3066)와 하부 라디에이터(3070)를 나타내는, FFU(Filter Fan Unit)(3065)를 대면하는 표면으로부터 본 단면도이고, 도 35는 가스순환냉각기구(3061)에 의한 질소가스의 흐름을 도식적으로 보여주는 도면이다.
이러한 도면에서 나타난 것처럼, 가스순환냉각기구(3601)는 공기밀폐영역이 질소가스 분위기에 의해 형성된 밀폐구조(N2 정화박스구조)를 가지는 적재영역 Sb 안에 설치된다. 즉, 가스순환냉각기구(3061)는, 적재영역 Sb 상에 배열된 열처리구(3018) 바닥의 로구 주변의 송풍포트(3063)를 가지고, 질소가스를 정제하고 송풍포트(3063)를 통하여 면으로부터 로구(3062) 주변에 보내기 위한 필터를 가지는 FFU(3065)와; 로구(3062)의 주변에 송풍포트(3063)를 대면하도록 배열된 상부 라디에이터(3066)와; 상부 라디에이터(3066)를 통하여 로구 주변의 질소가스를 흡입하기 위한 흡기팬(3067, 3068)들과; 흡기팬(3067, 3068)들 및 FFU(3065) 사이의 질소가스순환로를 형성하여, 흡기팬(3067, 3068)들에 의해 흡입된 질소가스가 FFU(3065)에 복귀되도록 하며, 부분적으로 적재영역 Sb 아래에 배열된 순환덕트(3053)와; FFU(3065)에 의해 보내진 질소가스의 일부가 적재영역 Sb 아래에 흡입되도록 영역 Sb 아래에 배열된 순환덕트(3053)의 영역에 형성된 흡기포트(3069) 및; 흡기포트(3069)와 필터(3064) 사이 순환덕트(3053)에 배열되어, 흡기팬(3057, 3068)들 및 합쳐질 흡기포트(3069)로부터 순환덕트(3053) 안으로 뽑아진 질소가스를 냉각하기 위한 하부 라디에이터(3070)로 구성되어 있다.
FFU(3065)의 필터(3064)는 질소가스 내에 미립 불순물을 거르고 집진하기 위한 불순물용 필터로 구성되어 있다. 더욱이, FFU(3065)는 질소가스를 실질적으로 송풍포트(3063)로부터 필터(3064)를 통하여 보내기 위해, 질소가스의 흐름에서 필터(3064)의 상류측에, 즉, 적재영역 Sb의 아랫부분에 송풍팬(3071)을 구비하고 있다.
도 34에 나타난 것처럼, 상부 라디에이터(3066)와 하부 라디에이터(3070)는 스테인레스로 만들어져 화학반응(화학오염) 등을 유발할 수 있는 불순물이 웨이퍼(W)에 부착하는 것을 방지한다. 상부 라디에이터(3066)에서, 실질적으로 냉각효과를 가지는 파이프(3072)의 주된 부분만이 적재영역 Sb 내의 케이스(3010)의 내부벽(측벽)으로부터 노출되어, 물방울은 웨이퍼(W)에 부착하지 않는다. 상부 라디에이터(3066)의 관(3072)과 하부 라디에이터(3070)에 구비된 관(3073)은 서로 연결관(3074)에 의해 연결되어 있다. 온도가 상승된 질소가스로부터 열을 제거하기 위한 냉매는 관(3072, 3073) 및 연결관(3074)을 통하여 흐른다. 열교환량을 늘리기 위해 냉매는 바람직하게는 병렬로 상부 라디에이터(3066)와 하부 라디에이터(3070) 안에서 흐른다. 더욱이, 관(3072, 3073)의 표면에는 복수의 판형상의 핀(3075, 3076)들이 관의 축과 수직이 되도록 연결되어 있다.
도 33과 도 34에 나타난 것처럼, 순환덕트(3053)는 주로, 라디에이터(3066)의 측면으로부터 상부에, 그 앞면을 통하여 상부 라디에이터(3066)로 도입되는 질소가스를 운송하기 위한 관부(3053A)와; 흡기포트(30)를 향하여, 즉 적재영역 Sb의 아래의 관부(3053A)로부터 질소가스를 유도하기 위한 관부(3053B) 및; 관부(3053B)로부터 운송되는 질소가스와 흡기포트(3069)에 의해 FFU(3065)에 연결되는 질소가스를 공급하기 위한 영역 Sb 아래에 배열된 관부(3053C)로 구성되어 있다.
즉, 도 31과 도 35에 나타난 것처럼, 이러한 구조를 가진 가스순환냉각기구(3062)에서, FFU(3065)의 송풍포트(3063)로부터 화살표 A의 방향으로, 즉 로구(3062)의 주변에 보내진 질소가스는 상부 라디에이터(3066)에 보내져 상부 라디에이터(3066)를 거쳐 하류로부터 화살표 C의 방향으로 흡기팬(3067, 3068)에 의하여 흡입된다. 더욱이, 이 질소가스는 화살표 C,D,E 및 F의 순으로 운송되기 위하여 관부(3053A, 3053B)를 통하여 흐른다.
한편, FFU(3065)에 의해 화살표 A 방향으로 보내진 질소가스의 한 부분은 직접 적재영역 Sb의 하부쪽으로 보내져, 흡기포트(3069)를 통하여 흡입되기 위하여 화살표 B1과 C1의 방향으로 운송된다. 더욱이, 흡기포트(3069) 하류의 질소가스, 즉, 관부(3053C)에 합쳐지는 질소가스는 화살표 G의 방향으로 흘러 하부 라디에이터(3070)을 거쳐 화살표 H의 방향으로 흘러 FFU(3065)에 복귀한다.
상기에 설명된 것처럼, 바람직한 본 실시예에서의 수직열처리장치(3011)의 가스순환냉각기구(3061)는, 열처리된 웨이퍼(W)가 반출되는 로구(3062)의 주변에 질소가스를 보내기 위한 FFU(3065)와; 로구(3062)의 주변에 온도가 상승한 질소가스의 열을 제거하기 위한 상부 라디에이터(3066) 및; 열교환기를 통하여 로구(3062)의 주변에서 질소가스를 흡입하기 위한 흡기팬(3067, 3068)으로 구성되어 있다. 그러므로, 예를 들면, 웨이퍼(W)가 열처리로(3018)에서 고온으로 가열된 웨이퍼(W)가 반출될 때, 로구(3062) 주변의 온도가 상승한 질소가스는 열을 제거하기 위해 흡기팬(3067, 3068)에 의해 상부 라디에이터(3062)를 향하여 강하게 빨려질 수 있어, 열처리로(3018)의 로구(3062)의 주변을 냉각한다. 그러므로, 열처리로(3016)의 로구(3062)로부터 방출된 열은 효과적으로 제거될 수 있고, 가열된 웨이퍼(W)는 냉각될 수 있다. 그리하여, 적재영역 Sb의 온도가 갑자기 상승할 염려가 없어, 적재영역 Sb에 설치된, 즉 적재기구를 구성하는 제어부가 열에 의해 손상되는 것으로부터 막는 것이 가능하다.
가스순환냉각기구(3061)에서, 흡기팬(3067, 3068)은 질소가스 흐름에서 상부 라디에이터(3066)의 하류에 배치되어, 냉각되기 위해 상부 라디에이터(3066)를 통하여 흐르는 질소가스는 흡기팬(3067, 3068)에 의해 흡입된다. 그리하여 흡기팬 (3067, 3068)이 열에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다. 더욱이, 가스순환냉각기구(3062)에서, 질소가스의 흐름은 흡기팬(3067, 3068) 및 덕트(3053)에 의해 적재영역 Sb 상에서 규제되고, 또 다른 흡기부인 흡기포트(3069)는 적재영역 Sb의 아래에 설치되어, 질소의 흐름을 규제하여, 불순물이 영역 Sb에서 날리는 것을 방지하는 동안 우수한 냉각효과를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명은 특히 바람직한 실시예의 관점에서 설명된 반면, 본 발명은 상기에 설명된 바람직한 실시예에 한정되지 않고, 발명은 발명의 요지를 벗어나지 않은 채로 다양하게 수정될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 이외의 유리 기판 또는 LCD 기판이 피처리체로 사용될 수 있다.
상기에 설명된 것처럼, 첫 번째 발명의 수직열처리장치에 의해, 우수한 효과가 다음과 같이 제공될 수 있다.
첫 번째 발명에 따라, 피처리체가 분리벽의 개구부를 거쳐 피처리체 운송영역 내에 운송되기 위해 하나의 피처리체 수납박스에서 반출될 때, 대기용 박스운송수단이 다음의 피처리체 수납박스를 개구부(적재테이블) 주변에 대기하도록 사용될 수 있다. 그런 후, 가장 최근의 피처리체 수납박스안의 피처리체의 반출이 완료된 때, 대기 중인 피처리체 수납박스가 즉시 피처리체를 반출하기 위해 상기에 설명된 개구부에 설정될 수 있다. 그러므로, 피처리체 운송영역 안팍으로의 피처리체의 운송과 이송이 구조를 복잡하게 함이 없이 공간을 절약하는 상태에서 빠르고 효율적으로 수행될 수 있다.
또한 피처리체가 운송될 때, 피처리체의 반입·반출이 상기에 설명된 것처럼, 빈 피처리체 수납박스를 적재테이블 주변에 대기하도록 하는 것과 같은 방법으로 빠르고 효율적으로 수행될 수 있다.
두 번째 발명에 따른 수직열처리장치에 따라, 피처리체 운송기구는 홀더가 운송될 때, 수납체의 한 면에 보호되어질 수 있다. 그러므로, 홀더는 홀더의 운송 중에 피처리체운송기구와 간섭하지 않는다. 더하여, 승강기구는 승각기구가 그 하부에 위치될 때, 같은 면에 보호될 수 있기 때문에, 열처리로 등으로부터의 열의 영향은 매우 작아질 수 있고, 장치는 오랜 기간 안정적으로 작동될 수 있다.
더하여, 피처리체운송기구의 운송헤드는 승강기구의 홀더 지지면의 외주모서리를 따라 움직이기 때문에, 홀더적재부 등이 보호동작을 위해 필요한 공간이 매우 작은 상태로 적재부에 배치될 수 있다. 그러므로, 높은 완성도를 유지하며 전 장치를 축소할 수 있다.
두 번째 발명에 따른 수직열처리장치를 제어하는 방법에 따라, 홀더의 운송 중에 피처리체운송기구와 홀더가 간섭하는 것을 확실하게 방지할 수 있으며, 열처리로 등으로부터의 열의 영향이 매우 작아질 수 있어, 안정적으로 수직열처리장치를 작동하는 것이 가능하다.
더욱이, 피처리체운송기구의 운송헤드가 상대적으로 작은 공간에서 보호되질 수 있기 때문에, 홀더지지부 등은 높은 공간활용율을 가지고 배치되어, 높은 완성도를 유지하며 전 장치를 축소하는 것이 가능하다.
세 번째 발명에 따라, 홀더적재부 상의 홀더에 운송된 피처리체는 홀더에 고정되어 있는 동안, 열처리장치에 의해 열처리된다. 이와 동시에, 피처리체는 정밀하게 홀더에 운송되어, 피처리체는 보다 균일하게 열처리될 수 있다.
상기에 설명된 것처럼, 네 번째 발명에 따른 열처리장치는 주로, 열처리된 피처리체가 반출되는 로구 주변에 불활성가스를 보내기 위한 통기구와, 열처리 후의 온도가 상승한 냉각유체의 열을 제거하기 위한 열교환기 및, 열교환기를 거쳐 로구주변에 냉각유체를 흡입하는 흡기팬으로 구성되어 있다. 그리하여, 예를 들면, 열처리로 내에서 고온으로 가열된 피처리체가 반출될 때, 냉각유체가 피처리체 위에 불어지고, 로구 주변의 온도가 상승한 냉각유체는 흡기팬에 의해 열교환기를 향하여 강하게 불어내어져서, 열은 냉각유체와 피처리체및 열처리로의 로구 주변을 냉각하기 위해 제거될 수 있다.
그러므로, 네 번째 발명에 따른 열처리장치에 따라, 열을 열처리로의 로구로부터 방출된 열을 효율적으로 제거하는 것이 가능하고, 가열된 피처리체를 냉각하는 것이 가능하다. 그러므로, 열처리로에서 피처리체가 반입·반출되는 반입·반출영역에서의 온도가 갑자기 상승할 염려가 없어져, 반입·반출영역에 설치된 제어부가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있고, 피처리체를 운송하는 시간을 줄이고 완성도를 높이는 것이 가능하다.

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  11. 복수의 열처리된 피처리체를 적층형태로 지지하기 위하여 홀더를 그 위에 적재하기 위한 홀더적재테이블 및;
    홀더의 바닥판의 형태에 대응하는 복수의 돌출부와 복수의 돌출부 사이의 거리를 변화시키기 위한 거리변환기구를 포함하는 홀더위치조절기구로 구성된 홀더지지기구를 가지는 것을 특징으로 하는 수직열처리장치.
  12. 제11항에 있어 상기 홀더지지기구는 상기 홀더적재테이블을 상기 홀더적재테이블의 홀더적재표면을 따른 평면 위에서 이동하도록 하기 위한 슬라이딩기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수직열처리장치.
  13. 제11항에 있어, 상기 홀더지지기구는 상기 홀더적재테이블을 소정의 위치로 복귀시키는 복구기구이며, 상기 홀더적재테이블의 홀더적재표면을 따른 평면 위에서 상기 홀더적재테이블을 다른 방향으로 힘을 가하기 위한 힘 인가기구를 포함하는 복구기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수직열처리장치.
  14. 적층형태로 열처리된 복수의 피처리체를 고정하는 역할을 하는 홀더를 홀더적재테이블 위에 적재시키는 적재단계와;
    상기 적재단계에서 상기 홀더적재테이블 위에 적재된 상기 홀더를, 상기 홀더적재테이블과 함께 상기홀더적재테이블의 홀더적재표면을 따른 평면 위에서 이동시켜, 상기 홀더를 소정의 위치에 위치시키기 위한 위치조절단계와;
    상기 피처리체를 상기 위치조절단계에서 위치조절된 상기 홀더에 운송하기 위한 운송단계 및;
    상기 운송단계에서 상기 피처리체가 운송된 상기 홀더를, 홀더적재테이블을 소정의 위치에 복귀시키기 위하여, 상기 홀더적재테이블로부터 상기 홀더를 제거하는 복구단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 피처리체 운송방법.
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