JP2001223173A - 縦形半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地震時にボートが倒れるのを防止する。 【解決手段】 縦形ＣＶＤ装置の垂直方向に設置された
プロセスチューブ１の下端の炉口２の外側には、プロセ
スチューブ１の延長線上に立脚されるボート１０の上端
板１６に径方向外側から係合するボート倒れ防止ピン２
３およびボート倒れ防止壁２４が配設されている。ボー
ト倒れ防止ピン２３はプロセスチューブ１の炉口２を開
閉するシャッタ４の下面に突設され、ボート倒れ防止壁
２４はプロセスチューブ１の外側に設置されたスカベン
ジャ３の下面に設置されている。 【効果】 地震発生時のボートの倒れを防止することに
より、ボートの倒れによるウエハの損傷を防止できるた
め、地震によるＩＣの生産についての大きな被害の発生
を未然に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、縦形半導体製造装
置に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣと
いう。）の製造方法に使用される縦形半導体製造装置で
あって、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に窒化
シリコン（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）やポリシリコン等を堆積（デポ
ジション）させる減圧ＣＶＤ装置、および、酸化処理や
拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平
坦化のためのリフロー等にも使用される拡散装置等に利
用して有効なものに関する。

【０００２】ＩＣの製造方法において、ウエハに窒化シ
リコンやポリシリコン等のＣＶＤ膜をデポジションする
のにバッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置が広
く使用されている。バッチ式縦形ホットウオール形減圧
ＣＶＤ装置（以下、縦形ＣＶＤ装置という。）は、ウエ
ハが搬入されるインナチューブおよびこのインナチュー
ブを取り囲むアウタチューブから構成され縦形に設置さ
れたプロセスチューブと、インナチューブ内に原料ガス
を導入するガス導入管と、プロセスチューブ内を真空排
気する排気管と、プロセスチューブ外に敷設されてプロ
セスチューブ内を加熱するヒータとを備えており、複数
枚のウエハがボートによって長く整列されて保持された
状態でプロセスチューブ内に下端の炉口から搬入され、
インナチューブ内に原料ガスがガス導入管から導入され
るとともに、ヒータによってプロセスチューブ内が加熱
されることにより、ウエハにＣＶＤ膜がデポジションさ
れるように構成されている。

【０００３】このような縦形ＣＶＤ装置として、図１に
示されているものがある。すなわち、図１に示されてい
るように、垂直に設置されたプロセスチューブ１の下端
の炉口２はスカベンジャ３によって取り囲まれており、
炉口２はシャッタ４によって開閉されるように構成され
ている。また、プロセスチューブ１の片脇にはベース６
を昇降させるエレベータ５が垂直方向に設置されてお
り、ベース６には位置決めピン７が突設されている。

【０００４】そして、複数枚のウエハ８を整列して保持
したボート１０はベース６の上に垂直に立脚されて載せ
られ位置決めピン７によって位置決めされた状態で、エ
レベータ５によって昇降されることよりプロセスチュー
ブ１の炉口２に対して搬入搬出されるようになってい
る。なお、ベース６に載せられたボート１０をベース６
に固定せずに位置決めピン７による位置決めするだけと
する理由は、ボート１０が石英または炭化シリコン（Ｓ
ｉＣ）によって形成されており、ベース６がステンレス
鋼（ＳＵＳ）によって形成されていることによるベース
１０とベース６との熱膨張の相違を吸収する必要がある
ためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た縦形ＣＶＤ装置においては、ボート１０はベース６の
上に位置決めピン７によって位置決めされるだけで固定
されていないため、地震等の震動がベース６に加わった
場合に、ベース６に位置決めされただけのボート１０が
倒れる事故が発生し、ボート１０によって保持されたウ
エハ７群が損傷することにより、ＩＣの生産について大
きな被害が余儀無くされるという問題点があることが本
発明者によって明らかにされた。

【０００６】本発明の目的は、地震等の震動によってボ
ートが倒れる事故を未然に防止することができる縦形半
導体製造装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る縦形半導体
製造装置は、垂直方向に設置されたプロセスチューブの
下端の炉口の外側に、このプロセスチューブの延長線上
に立脚されるボートの上端部に径方向外側から係合する
ボート倒れ防止部材が配設されており、このボート倒れ
防止部材は前記プロセスチューブの炉口を開閉するシャ
ッタの下面に突設されていることを特徴とする。

【０００８】前記した手段によれば、垂直に立脚された
ボートの上端部にはボート倒れ防止部材が径方向外側か
ら係合した状態になるため、地震等の震動が加わること
によってボートが倒れようとしても倒れるのを未然に防
止することができる。また、ボート倒れ防止部材をシャ
ッタの下面に突設することにより、専用の駆動装置を設
けることなく、ボート倒れ防止部材をボートに対して進
退させることができるため、縦形半導体製造装置の製造
コストの増加を抑制することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。

【００１０】本実施の形態において、本発明に係る縦形
半導体製造装置は、縦形ＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホッ
トウオール形減圧ＣＶＤ装置）として構成されており、
その基本的構成は図１に示されている縦形ＣＶＤ装置と
同様である。

【００１１】ここで、ウエハ８を保持するボート１０の
構成の詳細を説明する。ボート１０は全体的に石英また
は炭化シリコンが使用されて形成されており、外径がプ
ロセスチューブ１の内径よりも若干小さめの円筒形状に
形成されたキャップ１１を備えている。キャップ１１の
下端にはキャップ受け板１２が固定されており、キャッ
プ受け板１２の外周部の片側部分（以下、前側部分とす
る。）には、ベース６の位置決めピン７に係合する一対
の位置決め凹部１３、１３が没設されている。キャップ
１１の上面における両位置決め凹部１３、１３と反対側
である後側部分には、細長い丸棒形状に形成された保持
柱１４が三本、周方向に約９０度の間隔を置いて配置さ
れて垂直に立脚固定されている。各保持柱１４には多数
条の保持溝１５が垂直方向に等間隔に配置されて半径程
度の深さに刻まれており、三本の保持柱１４における同
一水平面の保持溝１５、１５、１５にウエハ８が保持柱
１４の無い前側方向から挿入されることにより、ウエハ
８がボート１０に水平に保持されるようになっている。
三本の保持柱１４の上端にはキャップ１１の外径と同形
の円形形状に形成された上端板１６が水平に固定されて
いる。

【００１２】図２および図３に示されているように、縦
形ＣＶＤ装置のプロセスチューブ１の炉口２の外側はス
カベンジャ３によって取り囲まれており、スカベンジャ
３の下面は炉口２の開口面と略一致されている。炉口２
を開閉するシャッタ４はモータ等によって往復回動され
る回動軸２１に水平に固定されたアーム２２の自由端に
支持されており、回動軸２１によって水平方向に往復回
動されることにより炉口２を開閉するように構成されて
いる。また、シャッタ４は炉口２に対してエレベータ５
と反対側（以下、前側とする。）から進入するようにな
っている。

【００１３】シャッタ４は炉口２よりも大きい円形の平
板形状に形成されており、炉口２からの熱の逃散を阻止
し得るように断熱構造に構成されている。シャッタ４の
下面には第一のボート倒れ防止部材としてのボート倒れ
防止ピン２３が一対、シャッタ４の中心と同心円の円弧
であって中心を挟んでエレベータ５に対向する前側位置
の円弧上において互いに約９０度の位相差をとって配置
されて、垂直方向下向きに突設されている。すなわち、
ボート倒れ防止ピン２３は略画鋲形状に形成されてお
り、上端の鍔部がシャッタ４の下面に当接されてボルト
等の締結部材（図示せず）によって固定されている。

【００１４】そして、一対のボート倒れ防止ピン２３、
２３が配置された円弧の半径は、ボート１０の上端板１
６の半径よりも若干大きめに設定されている。また、両
ボート倒れ防止ピン２３、２３の長さは、シャッタ４が
炉口２を閉じてベース６に立脚保持されたボート１０に
対向した状態においてボート１０の上端板１６の下面の
若干下側になるように設定されている。つまり、一対の
ボート倒れ防止ピン２３、２３はベース６に立脚保持さ
れたボート１０の上端板１６における前側部分の約９０
度離れた一対の位置にそれぞれ径方向外側から、ボート
１０に保持されたウエハ８に干渉しないように係合する
ように構成されている。

【００１５】図２および図３に示されているように、ス
カベンジャ３の下面における後側部分には第二のボート
倒れ防止部材としてのボート倒れ防止壁２４がシャッタ
４に干渉しない位置に配置されて、垂直方向下向きに突
設されている。ボート倒れ防止壁２４はステンレス鋼等
の平板が使用されて断面が略“〔 ”形の樋形状に形成
されており、上端のフランジ部２５がスカベンジャ３の
下面に当接されてボルト等の締結部材（図示せず）によ
って固定されている。ボート倒れ防止壁２４はエレベー
タ５寄りの後側位置であって、シャッタ４に突設された
一対のボート倒れ防止ピン２３、２３にシャッタ４の中
心を挟んで対向した位置に配されている。ボート倒れ防
止壁２４の前側両端は中心側に閉じた状態になってお
り、ボート倒れ防止壁２４の内周面はシャッタ４の同心
円の接線を三箇所において構成するようになっている。

【００１６】次に、前記構成に係る縦形ＣＶＤ装置にお
けるボート倒れ防止の作用を説明する。

【００１７】プロセスチューブ１における所定の処理が
終了すると、ベース６の上に立脚保持された状態でプロ
セスチューブ１に炉口２から挿入されていたボート１０
は、エレベータ５によって下降されることによりプロセ
スチューブ１から待機位置に搬出される。

【００１８】続いて、シャッタ４が図１および図３に想
像線で示された開放状態から実線で示された閉鎖状態へ
回動軸２１によって回動されると、図１および図２に示
されている待機状態になる。この際、一対のボート倒れ
防止ピン２３、２３はシャッタ４の前側位置すなわちシ
ャッタ４の進入方向下手に配置されているため、シャッ
タ４の閉鎖回動途中でボート１０の上端板１６に衝突す
ることはない。

【００１９】図１および図２に示されている待機状態に
おいて、シャッタ４に突設された一対のボート倒れ防止
ピン２３、２３は、ベース６に立脚保持されたボート１
０の上端板１６における前側部分の約９０度離間した一
対の位置にそれぞれ径方向外側から、ボート１０に保持
された最上段のウエハ８に干渉しないように近接して係
合した状態になる。また、スカベンジャ３の下面におけ
る後側部分に配置されたボート倒れ防止壁２４は、ボー
ト１０の上端部にシャッタ４に干渉しない位置において
後側から対向した状態になる。

【００２０】この状態で、地震が発生し震動がベース６
に加わってボート１０が前側に倒れようとしても、一対
のボート倒れ防止ピン２３、２３がボート１０の上端板
１６に近接して係合した状態になっているため、ボート
１０は前側に倒れることを阻止されることになる。この
際、ボート１０が傾いて上端板１６の外周が一対のボー
ト倒れ防止ピン２３、２３に当接しても、一対のボート
倒れ防止ピン２３、２３がボート１０の上端板１６に近
接して係合した状態になっていることにより、当該ボー
ト１０の傾斜角度はきわめて僅かになるため、ウエハ８
が保持溝１５から脱落することはない。したがって、地
震発生時のボート１０の前傾によるウエハ８の損傷事故
は未然に防止されたことになる。

【００２１】ちなみに、ボート倒れ防止ピン２３がボー
ト１０の上端板１６に近接されていると、ボート倒れ防
止ピン２３はボート１０がプロセスチューブ１に対して
昇降される際の障害物になる。しかし、本実施の形態に
おいては、ボート１０がプロセスチューブ１に対して昇
降される際には、図４（ａ）に示されているように、ボ
ート倒れ防止ピン２３はシャッタ４が開放されることに
よってボート１０の上端板１６から離間した状態になる
ため、ボート１０の昇降の際の障害物にはならない。し
たがって、ボート１０はプロセスチューブ１に対して従
来と同様に円滑に搬入搬出することができる。

【００２２】他方、地震が発生し震動がベース６に加わ
ってボート１０が後側に倒れようとしても、ボート倒れ
防止壁２４がボート１０の上端部に対向した状態になっ
ているため、図４（ｂ）に示されているように、ボート
１０は若干傾斜してボート倒れ防止壁２４に支えられた
状態になって後側に倒れることを阻止される。この際、
ボート１０がボート倒れ防止壁２４に支えられるまで後
ろに傾斜しても、三本の保持柱１４のうちの一本が真後
ろに配置されているため、ウエハ８が保持溝１５から脱
落することはない。したがって、地震発生時のボート１
０の後傾によるウエハ８の損傷事故は防止されたことに
なる。なお、ボート倒れ防止壁２４はプロセスチューブ
１の炉口２から離れた位置に配設されているので、ボー
ト１０のプロセスチューブ１に対する障害物にはならな
い。

【００２３】ところで、図１に示されているように、ボ
ート１０をベース６に位置決めするための一対の位置決
めピン７、７および位置決め凹部１３、１３が左右対称
形に配置されていることにより、ボート１０の前後方向
と直交する左右方向の傾斜は殆ど起こらないため、ボー
ト１０が左右方向に倒れることはない。

【００２４】しかし、ボート１０の左右方向への倒れを
も防止したい場合には、ボート倒れ防止ピン２３の本数
を増加したり、一対のボート倒れ防止ピン２３、２３の
離間距離を広く設定したりすることによって対策するこ
とができるし、ボート倒れ防止壁２４のボート１０に対
するカバー範囲を広く設定することによっても対処する
ことができる。また、ボート倒れ防止ピン２３の対策お
よびボート倒れ防止壁２４の対策の双方を採用してもよ
いことは勿論である。

【００２５】前記した実施の形態によれば、次の効果が
得られる。

【００２６】1) 地震発生時のボートの倒れを防止する
ことにより、ボートの倒れによるウエハの損傷を防止す
ることができるため、地震によるＩＣの生産についての
大きな被害の発生を未然に防止することができる。

【００２７】2) プロセスチューブの下端の炉口の外側
にボートの上端部に径方向外側から係合するボート倒れ
防止ピンおよびボート倒れ防止壁を配設することによ
り、ボートおよびプロセスチューブを改造しないで済
み、かつ、ボートおよびプロセスチューブに干渉するの
を回避することができるため、ボートおよびプロセスチ
ューブの通常の作動に影響を与えずに地震発生時のボー
トの倒れを防止することができる。

【００２８】3) 前記2)により、ボートをベースに固定
しなくて済むため、ボートの構成材料とベースの構成材
料との熱膨張係数差による伸縮を吸収することができ
る。

【００２９】4) ボート倒れ防止ピンをシャッタに配設
することにより、ボートのプロセスチューブに対する昇
降時にボート倒れ防止ピンを径方向外側に後退させて干
渉を回避させるための専用の進退駆動装置を別に設置し
なくても済むため、縦形ＣＶＤ装置の製造コストの増加
を抑制することができる。

【００３０】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更が可能であることはいうまでもない。

【００３１】例えば、ボート倒れ防止ピンの本数は二本
に限らず、一本または三本以上であってもよい。また、
隣合うボート倒れ防止ピン同士の間隔は、周方向の位相
差で約９０度に設定するに限らず、ボートの外径やシャ
ッタの開閉作動等の諸条件に対応して適宜に設定するこ
とができる。

【００３２】ボート倒れ防止壁は角形の樋形状に形成す
るに限らず、円弧形の樋形状に形成してもよい。

【００３３】また、ボート倒れ防止壁はスカベンジャの
下面に配置するに限らず、縦形ＣＶＤ装置の筐体の側壁
等に配置してもよい。さらに、ボート倒れ防止壁は径方
向または軸方向に進退するように構成してもよい。

【００３４】前記実施の形態ではウエハに処理が施され
る場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプ
リント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよ
び磁気ディスク等であってもよい。

【００３５】また、前記実施の形態においては縦形ＣＶ
Ｄ装置について説明したが、本発明は、酸化処理や拡散
だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化
のためのリフロー等にも使用される拡散装置等の縦形半
導体製造装置全般に適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
垂直方向に設置されたプロセスチューブの下端の炉口の
外側に、このプロセスチューブの延長線上に立脚される
ボートの上端部に径方向外側から係合するボート倒れ防
止部材を配設することにより、地震等の震動が加わるこ
とによってボートが倒れようとした際に、ボート倒れ防
止部材によってボートを支えることができるため、ボー
トが倒れるのを未然に防止することができる。また、ボ
ート倒れ防止部材をシャッタの下面に突設することによ
り、専用の駆動装置を設けることなく、ボート倒れ防止
部材をボートに対して進退させることができるため、縦
形半導体製造装置の製造コストの増加を抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施の形態である縦形ＣＶＤ装置の
主要部を示しており、（ａ）は下から見た一部省略斜視
図、（ｂ）は一部省略側面断面図である。

【図３】その底面断面図である。

【図４】ボートの倒れ防止の作用を説明するための各一
部省略側面断面図であり、（ａ）はボート倒れ防止ピン
の作用を、（ｂ）はボート倒れ防止壁の作用をそれぞれ
示している。

【符号の説明】

１…プロセスチューブ、２…炉口、３…スカベンジャ、
４…シャッタ、５…エレベータ、６…ベース、７…位置
決めピン、８…半導体ウエハ、１０…ボート、１１…キ
ャップ、１２…キャップ受け板、１３…位置決め凹部、
１４…保持柱、１５…保持溝、１６…上端板、２１…回
動軸、２２…アーム、２３…ボート倒れ防止ピン（ボー
ト倒れ防止部材）、２４…ボート倒れ防止壁（ボート倒
れ防止壁）、２５…フランジ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠目塚 幸二 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Ｆターム(参考） 5F045 BB20 DP19 DQ05 EB02 EM01 EM08 EN04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直方向に設置されたプロセスチューブ
   の下端の炉口の外側に、このプロセスチューブの延長線
   上に立脚されるボートの上端部に径方向外側から係合す
   るボート倒れ防止部材が配設されており、このボート倒
   れ防止部材は前記プロセスチューブの炉口を開閉するシ
   ャッタの下面に突設されていることを特徴とする縦形半
   導体製造装置。