JP2003007796A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 一台のボートでの運用と二台のボートでの運
用を共に可能にする。 【解決手段】 プロセスチューブの処理室に出入りして
複数枚のウエハＷを保持するボート２１と、複数枚のウ
エハＷをボート２１に対して処理室の外部にて装填脱装
するウエハ移載装置４０とを有するバッチ式ＣＶＤ装置
１において、ウエハ移載装置４０はプロセスチューブの
真下の熱処理ステージ４と、熱処理ステージ４から離れ
た位置であってボート２１が載置される装脱ステージ６
とにおいてウエハＷを装填脱装するように構成されてい
る。二台のボートでの運用時には、ウエハ移載装置４０
は装脱ステージ６でウエハＷをボート２１に装填し、装
填後のボート２１を熱処理ステージ４に移送する。一台
のボートでの運用時には、ウエハ移載装置４０は熱処理
ステージ４でウエハＷをボート２１に装填する。 【効果】 両運用を可とすることでバッチ式ＣＶＤ装置
の価値を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、基板処理装置に関
し、特に、複数枚の被処理基板をボートに移載する技術
に係り、例えば、半導体装置の製造方法において半導体
素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以
下、ウエハという。）にアニール処理や酸化膜形成処
理、拡散処理および成膜処理等の熱処理を施すのに利用
して有効なものに関する。 【０００２】 【従来の技術】半導体装置の製造方法において、ウエハ
にアニール処理や酸化膜形成処理、拡散処理および成膜
処理等の熱処理を施すのにバッチ式縦形ホットウオール
形熱処理装置 (furnace 。以下、熱処理装置という。）
が、一般的に使用されている。 【０００３】従来のこの種の熱処理装置は、処理室を形
成したプロセスチューブと、処理室に出入りして複数枚
のウエハを装填および脱装するボートと、複数枚のウエ
ハをボートに対して処理室の外部において授受するウエ
ハ移載装置とを備えており、一台のボートによって運用
するように構成されているのが、一般的である。 【０００４】従来のこの種の熱処理装置として、特開昭
６３−２４６１５号公報に記載されているものがある。
すなわち、この熱処理装置は第一のボートと第二のボー
トとを備えており、第一のボート上のウエハがプロセス
チューブの処理室で熱処理されている間に、第二のボー
トへ新規のウエハを移載しておき、熱処理終了後に第一
のボートがプロセスチューブの処理室から搬出（アンロ
ーディング）されると、搬出された第一のボートと新規
のウエハが予め装填された第二のボートとの位置が１８
０度入替えられるように構成されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一台の
ボートによって運用する熱処理装置と、二台のボートに
よって運用する熱処理装置とは一台のボート専用および
二台のボート専用にそれぞれ構成されているため、それ
ぞれの以下の特徴をいずれも生かすことができないとい
う問題点がある。 【０００６】一台のボート専用の熱処理装置の特徴は、
次の通りである。 1) ボートが一台で済むため、保守部品が少なくて済
み、メンテナンスが容易である。 2) ボート交換の機構が不要である。 3) ウエハのボートへの装填時間および脱装時間がスル
ープットに影響する。 【０００７】二台のボート専用の熱処理装置の特徴は、
次の通りである。 1) 処理によっては二台のボートの精度を合わせる必要
がある。 2) ボート交換のための装置が必要である。 3) 一方のボートを処理中に他方のボートにウエハを装
填するため、ウエハの装填時間がスループットに影響せ
ず、高スループットを実現することができる。 【０００８】本発明の目的は、一台のボートによる運用
と二台のボートによる運用とを共に実施することができ
る基板処理装置を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理装
置は、処理室を形成したプロセスチューブと、前記処理
室に出入りして複数枚の基板を保持するボートと、前記
複数枚の基板を前記ボートに対して前記処理室の外部に
おいて装填および脱装する基板移載装置とを備えている
基板処理装置において、前記基板移載装置は前記処理室
から前記ボートが出た第一の位置と、この第一の位置か
ら離れた位置であって前記ボートが置かれる第二の位置
との両方において、前記基板を授受するように構成され
ていることを特徴とする。 【００１０】前記した手段において、一台のボートによ
って運用する場合には、基板移載装置は第一の位置にお
いてボートへの基板の装填および脱装（チャージ・ディ
スチャージ）作業を実施する。また、二台のボートによ
って運用する場合には、基板移載装置は第二の位置にお
いて各ボートへの基板の装填および脱装作業を実施し、
装填後のボートが第一の位置に移送される。したがっ
て、前記した手段によれば、一台のボートによる運用と
二台のボートによる運用とを共に実施することができ
る。 【００１１】 【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。 【００１２】本実施の形態において、本発明に係る基板
処理装置は図１〜図６に示されているように、バッチ式
縦形ホットウオール形拡散ＣＶＤ装置（以下、バッチ式
ＣＶＤ装置という。）として構成されており、基板とし
てのウエハにアニール処理や酸化膜形成処理、拡散処理
および成膜処理等の熱処理を施すのに使用される。な
お、以下の説明において前後左右は図１を基準とする。
すなわち、ポッドステージ８側が前側で、その反対側で
ある熱処理ステージ４側が後側、クリーンモジュール３
側が左側で、その反対側であるボートエレベータ２０側
が右側である。 【００１３】図１に示されているように、バッチ式ＣＶ
Ｄ装置１は平面視が長方形の直方体の箱形状に形成され
た筐体２を備えている。筐体２の左側側壁の後部にはク
リーンモジュール３が設置されており、クリーンモジュ
ール３は筐体２の内部にクリーンエアを供給するように
なっている。筐体２の内部における後部の略中央には熱
処理ステージ４が設定され、熱処理ステージ４の左脇の
前後には処理済みボートの仮置きステージ（以下、冷却
ステージという。）５と、ボートに対するウエハの装填
（チャージング）および脱装（ディスチャージング）が
実施されるステージ（以下、装脱ステージという。）６
とがそれぞれ設定されている。筐体２の内部における前
部の略中央にはウエハ移載ステージ７が設定されてお
り、その手前にはポッドステージ８が設定されている。
なお、ウエハ移載ステージ７の左脇にはウエハのノッチ
を整列させるノッチ合せ装置９が設置されている。以
下、各ステージの構成を順に説明する。 【００１４】図５および図６に示されているように、熱
処理ステージ４には石英ガラスが使用されて下端が開口
した円筒形状に一体成形されたプロセスチューブ１１
が、中心線が垂直になるように縦に配されて筐体２に支
持されている。プロセスチューブ１１の筒中空部はボー
ト２１によって同心的に整列した状態に保持された複数
枚のウエハＷが搬入される処理室１２を形成しており、
プロセスチューブ１１の下端開口はウエハＷを出し入れ
するための炉口１３を構成している。したがって、プロ
セスチューブ１１の内径は取り扱うウエハの最大外径よ
りも大きくなるように設定されている。 【００１５】プロセスチューブ１１の下端面はマニホー
ルド１４の上端面にシールリング１５を挟んで当接され
ており、マニホールド１４が筐体２に支持されることに
より、プロセスチューブ１１は垂直に支持された状態に
なっている。マニホールド１４の側壁の一部には排気管
１６が処理室１２に連通するように接続されており、排
気管１６の他端は処理室１２を所定の真空度に真空排気
するための真空排気装置（図示せず）に接続されてい
る。マニホールド１４の側壁の他の部分にはガス導入管
１７が処理室１２に連通するように接続されており、ガ
ス導入管１７の他端は原料ガスや窒素ガス等のガスを供
給するためのガス供給装置（図示せず）に接続されてい
る。プロセスチューブ１１の外部にはヒータユニット１
８がプロセスチューブ１１を包囲するように同心円に設
備されており、ヒータユニット１８は筐体２に支持され
ることにより垂直に据え付けられた状態になっている。
ヒータユニット１８は処理室１２内を全体にわたって均
一に加熱するように構成されている。 【００１６】プロセスチューブ１１の真下にはプロセス
チューブ１１の外径と略等しい円盤形状に形成されたシ
ールキャップ１９が同心的に配置されており、シールキ
ャップ１９は送りねじ機構によって構成されたボートエ
レベータ２０によって垂直方向に昇降されるようになっ
ている。シールキャップ１９の下面にはボート２１を水
平面内で回転させるためのボート回転装置２９が垂直方
向上向きに据え付けられており、ボート回転装置２９の
回転軸２９ａはシールキャップ１９を貫通されている。
回転軸２９ａの上端にはターンテーブル２９ｂが水平に
固定されており、ターンテーブル２９ｂは中心線上にボ
ート２１を垂直に立脚して支持するようになっている。
本実施の形態において、ボート２１は二台が使用され
る。 【００１７】図２〜図６に示されているように、二台の
ボート２１、２１はいずれも、上下で一対の端板２２、
２３と、両端板２２、２３間に架設されて垂直に配設さ
れた複数本（本実施の形態では三本）の保持部材２４と
を備えており、各保持部材２４に長手方向に等間隔に配
されて互いに同一平面内において開口するようにそれぞ
れ刻設された複数条の保持溝２５間にウエハＷを挿入さ
れることにより、複数枚のウエハＷを水平にかつ互いに
中心を揃えた状態に整列させて保持するように構成され
ている。ボート２１の下側端板２３の下には断熱キャッ
プ部２６が形成されており、断熱キャップ部２６の下面
には断熱キャップ部２６の外径よりも小径の円柱形状に
形成された支柱２７が垂直方向下向きに突設されてい
る。断熱キャップ部２６の下面における支柱２７の下面
には後記するボート移送装置のアームが挿入されるスペ
ースが形成されており、支柱２７の下面における外周辺
部によってアームを係合するための係合部２８が構成さ
れている。支柱２７の下面はボート回転装置２９のター
ンテーブル２９ｂの上に水平に載置し得るように構成さ
れている。 【００１８】図１〜図４に示されているように、冷却ス
テージ５と装脱ステージ６との間には、ボート２１を熱
処理ステージ４と冷却ステージ５および装脱ステージ６
との間で移送するボート移送装置３０が設備されてい
る。図８に示されているように、ボート移送装置３０は
水平面内で往復回動する第一アーム３１および第二アー
ム３２を備えており、第一アーム３１および第二アーム
３２は円弧形状に形成されて、ボート２１の支柱２７の
外側に挿入された状態で断熱キャップ部２６の係合部２
８に下から係合することにより、ボート２１全体を垂直
に支持するようになっている。そして、第一アーム３１
はボート２１を熱処理ステージ４と冷却ステージ５との
間で移送するように構成されており、第二アーム３２は
ボート２１を熱処理ステージ４と装脱ステージ６との間
で移送するように構成されている。 【００１９】図１〜図４に示されているように、ウエハ
移載ステージ７にはウエハ移載装置４０が設置されてお
り、ウエハ移載装置４０はウエハＷをポッドステージ８
とノッチ合せ装置９と装脱ステージ６と熱処理ステージ
４との間で搬送して、ポッド５０とノッチ合せ装置９と
ボート２１との間で授受するように構成されている。 【００２０】すなわち、図７に示されているように、ウ
エハ移載装置４０はベース４１を備えており、ベース４
１の上面にはロータリーアクチュエータ４２が水平に設
置されている。ロータリーアクチュエータ４２の上には
リニアアクチュエータ４４が水平に設置されており、ロ
ータリーアクチュエータ４２はリニアアクチュエータ４
４を水平面内で回転させるように構成されている。リニ
アアクチュエータ４４の上には移動台４５が設置されて
おり、リニアアクチュエータ４４は移動台４５を水平面
内で往復直線移動させるように構成されている。移動台
４５にはウエハＷを下から支持するツィーザ４６が複数
枚（本実施の形態においては五枚）、等間隔に配置され
て水平に取り付けられている。ウエハ移載装置４０は送
りねじ機構によって構成されたエレベータ４７によって
昇降されるようになっている。 【００２１】図７および図１に示されているように、ウ
エハ移載装置４０のツィーザ４６のストロークＬ₄ は、
Ｌ₄ ＞Ｌ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ 、に設定されている。ここで、
Ｌ₁ はウエハ移載装置４０の中心からポッドステージ８
の中心までの距離、Ｌ₂ はウエハ移載装置４０から装脱
ステージ６の中心までの距離、Ｌ₃ はウエハ移載装置４
０の中心から熱処理ステージ４の中心までの距離であ
る。 【００２２】ポッドステージ８にはウエハＷを搬送する
ためのキャリア（収納容器）としてのＦＯＵＰ（front
opning unified pod。以下、ポッドという。）５０が一
台ずつ載置されるようになっている。ポッド５０は一つ
の面が開口した略立方体の箱形状に形成されており、開
口部にはドア５１が着脱自在に装着されている。ウエハ
のキャリアとしてポッドが使用される場合には、ウエハ
が密閉された状態で搬送されることになるため、周囲の
雰囲気にパーティクル等が存在していたとしてもウエハ
の清浄度は維持することができる。したがって、バッチ
式ＣＶＤ装置が設置されるクリーンルーム内の清浄度を
あまり高く設定する必要がなくなるため、クリーンルー
ムに要するコストを低減することができる。そこで、本
実施の形態に係るバッチ式ＣＶＤ装置においては、ウエ
ハのキャリアとしてポッド５０が使用されている。な
お、ポッドステージ８にはポッド５０のドア５１を開閉
するためのポッドオープナ（図示せず）が設置されてい
る。 【００２３】以下、前記構成に係るバッチ式ＣＶＤ装置
の運用方法を説明する。まず、二台のボートが使用され
て前記構成に係るバッチ式ＣＶＤ装置が運用される場合
について説明する。 【００２４】図１〜図４に示されているように、複数枚
のウエハＷが収納されたポッド５０はポッドステージ８
に供給される。ポッドステージ８に供給されたポッド５
０はドア５１をポッドオープナによって開放される。 【００２５】ポッド５０に収納されたウエハＷは、図９
（ｃ）に示されているように装脱ステージ６において支
持された空のボート２１（以下、第二ボート２１Ｂとい
う。）へ、ウエハ移載装置４０によってノッチ合せ装置
９を経由して移載される。すなわち、図７において、
（ａ）に示された状態から（ｂ）に示された状態のよう
に、移動台４５がポッド５０の方向に移動されてツィー
ザ４６がポッド５０内に挿入され、ツィーザ４６によっ
てポッド５０内のウエハＷを受け取った後に、（ａ）に
示された位置に後退する。この状態で、ロータリーアク
チュエータ４２が約９０度回動する。続いて、移動台４
５がノッチ合せ装置９の方向に移動されて、ツィーザ４
６のウエハＷをノッチ合せ装置９に受け渡す。 【００２６】ウエハＷのノッチ合せが終了すると、ウエ
ハ移載装置４０はツィーザ４６によってノッチ合せ装置
９からウエハＷを受け取った後に、ツィーザ４６を
（ａ）に示された位置に後退させる。この状態で、ロー
タリーアクチュエータ４２がウエハ移載装置４０の中心
とノッチ合わせ装置９の中心とを結ぶ線分と、ウエハ移
載装置４０の中心と装脱ステージ６の上の第二ボート２
１Ｂの中心とを結ぶ線分との開き角度（図１の例では約
４５度）だけ回動する。 【００２７】続いて、移動台４５が装脱ステージ６の上
の第二ボート２１Ｂの方向に移動されてツィーザ４６の
上のウエハＷを第二ボート２１Ｂの保持溝２５に受け渡
す。ウエハＷを第二ボート２１Ｂに移載したウエハ移載
装置４０は移動台４５を後退させる。この際、第二ボー
ト２１Ｂの向きは前側の一対の保持溝２５、２５がツィ
ーザ４６の進退方向と平行になるように調整されてい
る。すなわち、第二ボート２１Ｂの前側の二本の保持部
材２４、２４同士を結ぶ線分が、ボート２１の中心とウ
エハ移載装置４０の回転中心とを結ぶ線分と直交するよ
うに調整される。ちなみに、この第二ボート２１Ｂの向
きの調整はシールキャップ１９に設置されたボート回転
装置２９によって予め実施されている。 【００２８】第二ボート２１Ｂに対して後退されたツィ
ーザ４６はロータリーアクチュエータ４２によって所定
の角度（約４５度＋９０度）だけ回動され、ポッド５０
側に向けた図７（ａ）の状態になる。この際、ウエハ移
載装置４０の外径は図１に直径Ｄで示されているように
設定されているため、ウエハ移載装置４０はウエハＷを
ポッドステージ８や装脱ステージ６に衝突させることな
く安全に回転することができる。 【００２９】ウエハ移載装置４０は五枚のツィーザ４６
を備えているため、一回の移載作動で五枚のウエハＷを
ポッド５０の五段の保持溝から第二ボート２１Ｂの五段
の保持溝２５に移載することができる。ここで、第二ボ
ート２１Ｂがバッチ処理するウエハＷの枚数は一台のポ
ッド５０に収納されたウエハＷの枚数よりも多いため、
ウエハ移載装置４０は複数台のポッド５０から所定枚数
のウエハＷを第二ボート２１Ｂにエレベータ４７によっ
て昇降されて移載することになる。なお、ウエハＷのノ
ッチ合せが予め行われている場合には、ウエハ移載装置
４０はウエハＷをノッチ合せ装置９を介さずにポッド５
０から装脱ステージ６の上の第二ボート２１Ｂに直接移
載することになる。 【００３０】以上のウエハ移載装置４０による第二ボー
ト２１ＢへのウエハＷの装填（チャージング）作業中
に、他方のボート２１（以下、第一ボート２１Ａとい
う。）は熱処理ステージ４において熱処理を実施されて
いる。つまり、第一ボート２１Ａに対する熱処理と第二
ボート２１Ｂに対する装填作業は同時進行されている。 【００３１】図２および図５に示されているように、第
一ボート２１Ａはボートエレベータ２０によって上昇さ
れてプロセスチューブ１１の処理室１２に搬入（ローデ
ィング）される。第一ボート２１Ａが上限に達すると、
シールキャップ１９の上面の外周辺部がマニホールド１
４の下面にシールリング１５を挟んで着座した状態にな
ってマニホールド１４の下端開口をシール状態に閉塞す
るため、処理室１２は気密に閉じられた状態になる。 【００３２】処理室１２がシールキャップ１９によって
気密に閉じられた状態で、処理室１２が所定の真空度に
排気管１６によって真空排気され、ヒータユニット１８
によって所定の処理温度（例えば、８００〜１０００
℃）をもって全体にわたって均一に加熱され、処理ガス
が処理室１２にガス導入管１７によって所定の流量供給
される。これにより、所定の熱処理が施される。 【００３３】そして、予め設定された処理時間が経過す
ると、図３および図６に示されているように、第一ボー
ト２１Ａを支持したシールキャップ１９がボートエレベ
ータ２０によって下降されることにより、第一ボート２
１Ａがプロセスチューブ１１の処理室１２から搬出（ア
ンローディング）される。第一ボート２１Ａが搬出され
たプロセスチューブ１１の処理室１２の炉口１３はシャ
ッタ（図示せず）によって閉鎖され、処理室１２の高温
雰囲気が逃げるのを防止される。処理室１２から搬出さ
れた第一ボート（以下、処理済みボートという。）２１
Ａおよびこれに保持されたウエハＷ群は高温の状態にな
っている。 【００３４】図４および図９（ａ）に示されているよう
に、処理室１２から搬出された高温状態の処理済みボー
ト２１Ａはプロセスチューブ１１の軸線上の熱処理ステ
ージ４から冷却ステージ５へ、ボート移送装置３０の第
一アーム３１によって直ちに移送されて載置される。す
なわち、図９（ａ）に示されているように、第一アーム
３１は処理済みボート２１Ａの支柱２７の外側に挿入し
て断熱キャップ部２６の係合部２８に下から係合するこ
とによって処理済みボート２１Ａを垂直に支持した状態
で、約９０度回動することにより、処理済みボート２１
Ａを熱処理ステージ４から冷却ステージ５へ移送し、そ
のまま待機する。 【００３５】図１に示されているように、冷却ステージ
５はクリーンモジュール３のクリーンエアの吹出口の近
傍に設定されているため、冷却ステージ５に移送されて
載置された高温状態の処理済みボート２１Ａはクリーン
モジュール３から吹き出すクリーンエアによってきわめ
て効果的に冷却されることになる。 【００３６】図４および図９（ｂ）に示されているよう
に、ボート移送装置３０は高温状態の処理済みボート２
１Ａを冷却ステージ５に退避させると、装脱ステージ６
においてウエハＷが装填された第二ボート２１Ｂを装脱
ステージ６から熱処理ステージ４に第二アーム３２によ
って移送し、第二ボート２１Ｂをシールキャップ１９の
ターンテーブル２９ｂの上に移載する。すなわち、第二
アーム３２は第二ボート２１Ｂの支柱２７の外側に挿入
して断熱キャップ部２６の係合部２８に下から係合する
ことによって第二ボート２１Ｂを垂直に支持した状態
で、約９０度回動することにより、第二ボート２１Ｂを
装脱ステージ６から熱処理ステージ４へ移送して、シー
ルキャップ１９のターンテーブル２９ｂの上に受け渡
す。 【００３７】第二ボート２１Ｂがターンテーブル２９ｂ
の上に移載されると、前述したように、シールキャップ
１９はボートエレベータ２０によって上昇されて、支持
した第二ボート２１Ｂをプロセスチューブ１１の処理室
１２に搬入する。処理室１２に搬入された第二ボート２
１ＢのウエハＷは前述した作用によって所定の熱処理を
施される。 【００３８】第二ボート２１Ｂを支持したシールキャッ
プ１９が上昇すると、冷却ステージ５で冷却されていた
処理済みボート２１Ａがボート移送装置３０の第一アー
ム３１によって装脱ステージ６に移送され、図示しない
置台に置かれる。この際、処理済みボート２１Ａは充分
に冷却されて例えば１５０℃以下になっている。また、
この状態において、処理済みボート２１Ａの三本の保持
部材２４は前述したようにウエハ移載装置４０側が開放
した状態になっている。第一アーム３１は冷却ステージ
５に戻り、次の作動に待機する。 【００３９】処理済みボート２１Ａがボート移送装置３
０の第一アーム３１によって装脱ステージ６に移送され
ると、ウエハ移載装置４０は図７について前述した作動
と逆に、装脱ステージ６の処理済みボート２１Ａからウ
エハＷを受け取って、ポッドステージ８のポッド５０に
移載して行く。この際、処理済みボート２１Ａがバッチ
処理したウエハＷの枚数は一台のポッド５０に収納され
るウエハＷの枚数よりも多いため、ウエハ移載装置４０
はエレベータ４７によって昇降されながら、ポッドステ
ージ８に入れ換えられる複数台のポッド５０にウエハＷ
を所定枚数（例えば、二十五枚）ずつ収納して行くこと
になる。なお、ポッドステージ８で処理済みウエハＷを
収納されたポッド５０はポッドステージ８から搬出され
て、次工程に搬送されて行く。 【００４０】ウエハ移載装置４０によって処理済みウエ
ハＷを全て脱装（ディスチャージング）されて空になっ
た第一ボート２１Ａには、前述した第二ボート２１Ｂの
場合と同様にしてウエハＷが装填されて行く。 【００４１】以降、二台のボート２１Ａ、２１Ｂが前述
した作用が繰り返されて運用されることにより、ウエハ
Ｗがバッチ処理されて行く。 【００４２】前記した二台のボートによるバッチ式ＣＶ
Ｄ装置の運用方法によれば、次の効果が得られる。 【００４３】1) 第一ボート２１Ａの熱処理中に、装脱
ステージ６において第二ボート２１ＢにおいてウエハＷ
のウエハ移載装置４０による移載作業を実施することに
より、ウエハのボートへの装填作業および脱装作業と熱
処理とを同時進行させることができるため、スループッ
トを大幅に向上させることができる。 【００４４】2) プロセスチューブ１１の処理室１２か
ら搬出されて高温状態になった処理済みボート２１Ａを
プロセスチューブ１１の軸線上のステージである熱処理
ステージ４から離れた冷却ステージ５にボート移送装置
３０の第一アーム３１によって直ちに移送して退避させ
ることにより、高温状態の処理済みボート２１Ａの熱影
響が装脱ステージ６において第二ボート２１Ｂに装填さ
れる新規のウエハＷに及ぶのを防止することができるた
め、これから処理される新規のウエハＷにおける処理済
みボート２１Ａの熱影響による処理精度の低下を未然に
防止することができる。 【００４５】3) これから処理される新規のウエハＷに
おける処理済みボート２１Ａの熱影響を回避することに
より、待機中の処理室１２の温度を低下させなくて済む
ため、待機中の処理室１２の温度を低下させることによ
ってスループットが低下するのを未然に回避することが
できる。 【００４６】4) ウエハＷに熱影響が及ぶのを回避する
ことにより、バッチ式ＣＶＤ装置の熱処理の精度を高め
ることができるとともに、ウエハによって製造される半
導体装置の品質および信頼性を高めることができる。 【００４７】次に、本実施の形態に係る一台のボートに
よるバッチ式ＣＶＤ装置の運用方法を説明する。例え
ば、保守点検や故障等によって一方のボートを使用する
ことができなくなった場合には、一台のボート２１によ
って前記構成に係るバッチ式ＣＶＤ装置が運用される。 【００４８】一台のボートによる運用が実施される場合
には、熱処理ステージ４においてウエハの移載装置４０
によるボートへの移載作業が実施される。すなわち、図
１０に示されているように、保守点検や故障等によって
使用することができなくなった一方のボートは筐体２の
外部に取り出されて保守工程や修理工程に送られ、他方
のボート２１がシールキャップ１９のターンテーブル２
９ｂに設置される。 【００４９】実際の運用に際して、ポッド５０に収納さ
れたウエハＷはウエハ移載装置４０のツィーザ４６によ
って取り出され、ノッチ合わせ装置９に搬送されて渡さ
れる。ウエハＷのノッチ合せ終了後、ウエハ移載装置４
０はノッチ合せ装置９からウエハＷをツィーザ４６によ
って受け取り、ツィーザ４６を後退させる。この状態
で、ロータリーアクチュエータ４２がウエハ移載装置４
０の中心とノッチ合わせ装置９の中心とを結ぶ線分と、
ウエハ移載装置４０の中心と熱処理ステージ４の上のボ
ート２１の中心とを結ぶ線分との開き角度（図１０の例
では約９０度）だけ回動する。 【００５０】次いで、ウエハ移載装置４０は移動台４５
をボート２１の方向に移動させてツィーザ４６の上のウ
エハＷをボート２１の保持溝２５に受け渡す。ウエハＷ
をボート２１に移載したウエハ移載装置４０は移動台４
５をボート２１に対して後退させる。この際、ボート２
１はボート回転装置２９のターンテーブル２９ｂによっ
て回転されることにより、前側の一対の保持溝２５、２
５の向きがツィーザ４６の進退方向と平行に調整されて
いる。すなわち、ボート２１の前側の二本の保持部材２
４、２４同士を結ぶ線分と、ボート２１の中心とウエハ
移載装置４０の回転中心とを結ぶ線分とが直交するよう
にボート２１の向きが調整される。 【００５１】ツィーザ４６がボート２１から完全に出る
と、ウエハ移載装置４０はロータリーアクチュエータ４
２を約１８０度回動させて、ツィーザ４６をポッド５０
側に向ける。以下、前記した作動が繰り返されることに
より、ポッド５０のウエハＷが熱処理ステージ４のボー
ト２１へウエハ移載装置４０によって移載されて装填さ
れて行く。なお、ウエハＷのノッチ合せが予め行われて
いる場合には、ウエハ移載装置４０はウエハＷをノッチ
合せ装置９を介さずにポッド５０からボート２１に直接
移載する。 【００５２】予め指定された複数枚のウエハＷがボート
２１に装填されると、ボート２１はボートエレベータ２
０によって上昇されてプロセスチューブ１１の処理室１
２に搬入される。ボート２１が上限に達すると、シール
キャップ１９の上面の外周辺部がマニホールド１４の下
面にシールリング１５を挟んで着座した状態になってマ
ニホールド１４の下端開口をシール状態に閉塞するた
め、処理室１２は気密に閉じられた状態になる。 【００５３】処理室１２がシールキャップ１９によって
気密に閉じられた状態で、処理室１２が所定の真空度に
排気管１６によって真空排気され、ヒータユニット１８
によって所定の処理温度（例えば、８００〜１０００
℃）をもって全体にわたって均一に加熱され、処理ガス
が処理室１２にガス導入管１７によって所定の流量供給
される。これにより、所定の熱処理が施される。 【００５４】そして、予め設定された処理時間が経過す
ると、ボート２１を支持したシールキャップ１９がボー
トエレベータ２０によって下降されることにより、ボー
ト２１がプロセスチューブ１１の処理室１２から搬出さ
れる。ボート２１が搬出されたプロセスチューブ１１の
処理室１２の炉口１３はシャッタ（図示せず）によって
閉鎖され、処理室１２の高温雰囲気が逃げるのを防止さ
れる。処理室１２から搬出されたボート２１およびこれ
に保持されたウエハＷ群は高温の状態になっている。 【００５５】高温状態の処理済みボート２１はプロセス
チューブ１１の軸線上の熱処理ステージ４から冷却ステ
ージ５へ、ボート移送装置３０の第一アーム３１によっ
て直ちに移送されて載置される。冷却ステージ５に載置
された高温状態の処理済みボート２１はクリーンモジュ
ール３から吹き出すクリーンエアによってきわめて効果
的に冷却される。 【００５６】冷却ステージ５の処理済みボート２１が所
定の温度（例えば、１５０℃以下）に冷却されると、処
理済みボート２１は冷却ステージ５から熱処理ステージ
４のシールキャップ１９のターンテーブル２９ｂの上に
ボート移送装置３０の第一アーム３１によって搬送され
て載置される。続いて、処理済みボート２１の向きがウ
エハ移載装置４０に正対する前記した向きにボート回転
装置２９のターンテーブル２９ｂによって調整される。
第一アーム３１は冷却ステージ５に戻り、次の作動に待
機する。 【００５７】処理済みボート２１が熱処理ステージ４に
設置されて向きがウエハ移載装置４０に正対されると、
前述した作動に準じて、ウエハ移載装置４０は熱処理ス
テージ４の処理済みボート２１からウエハＷを受け取っ
て、ポッドステージ８に搬送しポッド５０に収納して行
く。 【００５８】ウエハ移載装置４０によって処理済みウエ
ハＷが全て脱装（ディスチャージング）されて空になっ
たボート２１には、これから処理する新規のウエハＷが
熱処理ステージ４においてウエハ移載装置４０によって
続いて装填されて行く。以降、前記した作動が繰り返さ
れて、本実施の形態に係るバッチ式ＣＶＤ装置の一台の
ボートの運用によるバッチ処理が実施されて行く。 【００５９】前記した一台のボートによるバッチ式ＣＶ
Ｄ装置の運用方法によれば、次の効果が得られる。 【００６０】1) 一台のボートが使用不可能になった場
合であっても、他方のボートによってバッチ式ＣＶＤ装
置を運用することができるため、二台のボート用のバッ
チ式ＣＶＤ装置の稼働率の低下を防止することができ
る。また、使用しない方のボートについて保守点検や故
障の修理を同時に進行させることができる。 【００６１】2) プロセスチューブ１１の処理室１２か
ら搬出されて高温状態になった処理済みボート２１を冷
却ステージ５にボート移送装置３０の第一アーム３１に
よって直ちに移送して冷却させることにより、処理済み
ボートおよびウエハの冷却時間を短縮することができる
ため、一台のボート運用時におけるバッチ式ＣＶＤ装置
のスループットを高めることができる。 【００６２】なお、前記した一台のボートの運用方法に
おいては、処理済みボートを冷却ステージ５に移送して
強制的に冷却する場合について説明したが、処理済みボ
ートを冷却ステージに移送せずに熱処理ステージ４にお
いて自然冷却するように運用してもよい。この場合に
は、ボート移送装置３０は使用されないため、ボート移
送装置３０を筐体２から取り外して、筐体２の外部にお
いて保守点検作業や修理作業を実施することができる。 【００６３】また、一台のボートの使用によるバッチ式
ＣＶＤ装置の要望には、ボート移送装置３０を取り外す
ことによって簡単に対応することができる。 【００６４】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。 【００６５】例えば、バッチ式ＣＶＤ装置はアニール処
理や酸化膜形成処理、拡散処理および成膜処理等の熱処
理全般に使用することができる。 【００６６】本実施の形態ではバッチ式縦形ホットウオ
ール形バッチ式ＣＶＤ装置の場合について説明したが、
本発明はこれに限らず、バッチ式横形ホットウオール形
バッチ式ＣＶＤ装置等の基板処理装置全般に適用するこ
とができる。 【００６７】前記実施の形態ではウエハに熱処理が施さ
れる場合について説明したが、被処理基板はホトマスク
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。 【００６８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一台のボートによる運用と二台のボートによる運用とを
共に実施することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態であるバッチ式ＣＶＤ装
置を示す平面断面図である。 【図２】その処理中を示す斜視図である。 【図３】ボート搬出後を示す斜視図である。 【図４】ボート入替え後を示す斜視図である。 【図５】処理中を示す縦断面図である。 【図６】ボート搬出後を示す縦断面図である。 【図７】ウエハ移載装置を示す各側面図であり、（ａ）
は短縮時を示し、（ｂ）は伸長時を示している。 【図８】ボート移送装置を示す各斜視図であり、（ａ）
は第一アームの作動を示し、（ｂ）は第二アームの作動
を示している。 【図９】ボート移送装置の作動を示す各斜視図であり、
（ａ）は処理済みボートの退避後を示し、（ｂ）は第二
ボートの熱処理ステージへの移送後を示し、（ｃ）は第
二ボートへの装脱ステージへの移送後を示している。 【図１０】一台のボートによるバッチ式ＣＶＤ装置の運
用を示す平面断面図である。 【符号の説明】 Ｗ…ウエハ（基板）、１…バッチ式ＣＶＤ装置（基板処
理装置）、２…筐体、３…クリーンモジュール、４…熱
処理ステージ、５…冷却ステージ、６…装脱ステージ、
７…ウエハ移載ステージ、８…ポッドステージ、９…ノ
ッチ合せ装置、１１…プロセスチューブ、１２…処理
室、１３…炉口、１４…マニホールド、１５…シールリ
ング、１６…排気管、１７…ガス導入管、１８…ヒータ
ユニット、１９…シールキャップ、２０…ボートエレベ
ータ、２１…ボート、２１Ａ…第一ボート（処理済みボ
ート）、２１Ｂ…第二ボート、２２…上側端板、２３…
下側端板、２４…保持部材、２５…保持溝、２６…断熱
キャップ部、２７…支柱、２８…係合部、２９…ボート
回転装置、２９ａ…回転軸、２９ｂ…ターンテーブル、
３０…ボート移送装置、３１…第一アーム、３２…第二
アーム、４０…ウエハ移載装置、４１…ベース、４２…
ロータリーアクチュエータ、４４…リニアアクチュエー
タ、４５…移動台、４６…ツィーザ、４７…エレベー
タ、５０…ポッド、５１…ドア。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｅ (72)発明者 松永 建久 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 Ｆターム(参考） 4K030 CA04 CA12 GA13 5F031 CA02 DA08 EA14 FA01 FA05 FA07 FA11 FA12 FA15 GA03 GA30 GA47 GA49 GA50 HA62 HA67 KA14 LA06 LA12 LA15 MA04 MA28 NA02 NA07 5F045 AA20 AB32 AD12 AD13 AD14 AF03 BB08 DP19 DQ05 EB08 EN05

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 処理室を形成したプロセスチューブと、
   前記処理室に出入りして複数枚の基板を保持するボート
   と、前記複数枚の基板を前記ボートに対して前記処理室
   の外部において装填および脱装する基板移載装置とを備
   えている基板処理装置において、前記基板移載装置は前
   記処理室から前記ボートが出た第一の位置と、この第一
   の位置から離れた位置であって前記ボートが置かれる第
   二の位置との両方において、前記基板を授受するように
   構成されていることを特徴とする基板処理装置。