JP2004146510A

JP2004146510A - 縦型熱処理装置

Info

Publication number: JP2004146510A
Application number: JP2002308388A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Nakagawa; 中川　直之; Masanao Fukuda; 福田　正直
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】メンテナンス性の向上およびメンテナンスエリアの縮小ができる縦型熱処理装置を提供する。
【解決手段】複数の基板を多段に支持したボート８を挿入した熱処理するための処理チューブ（反応管）１８と、処理チューブ１８を囲繞し、処理チューブ内の基板を加熱する加熱ユニット（熱処理炉）９と、加熱ユニット９の内側と処理チューブ１８の外側との間の雰囲気を排気する加熱ユニット９に設けられた排気口１４と、排気口１４と接続された管内の排気物を冷却する冷却手段１６とを具備すると共に、加熱ユニット９は筐体１の背面側に水平にスライドさせることができる縦型熱処理装置であって、冷却手段１６は、加熱ユニット９の前面側に配設した構造の縦型熱処理装置とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置等の縦型熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の縦型熱処理装置について、図４を用いて説明する。図示の如く、筐体１の前面には、ウエハを保持し運搬する為のカセット３の搬入・搬出口２が設けられており、その後に、カセット搬送機構４、カセットステージ５、ウエハ移載機構７、ロードロックチャンバ１０が順々に設けられている。そして、筐体１の背面側には、縦型熱処理装置の各構成物のメンテナンスを行なう為の空間としてメンテナンススペースが設けられている。
【０００３】
搬入・搬出口２から投入されたカセット３は、カセット搬送機構４によりカセットステージ５へ移される。続いて、ウエハ移載機構７により、カセットステージ５上のカセット３からウエハを取り出し、ボート８へと移し替えられる。尚、カセット３が大気から隔離してウエハを運搬されるＦＯＵＰなどのポッドタイプである場合には、カセットステージ５には、カセット３の蓋体（図示せず）を開閉する開閉手段（図示せず）が設置され、該開閉手段によってカセット３の蓋体を取去り、その後に、カセット３内のウエハをウエハ移載機構７により取出す。また、カセットステージ５以外に、筐体１内に複数のカセット３を保持しておく為に、カセット棚６を有する場合もある。
【０００４】
筐体１の後部には、上部に熱処理炉（加熱ユニット）９と、その下方には、減圧雰囲気、或いは不活性ガス雰囲気にする為のロードロックチャンバ１０が設けられており、ロードロックチャンバ１０の内部にボート８とボート昇降機構１１が設けられている。ボート昇降機構１１により、ウエハを載置されたボート８を熱処理炉９（処理チューブ１８）内ヘロード・アンロードすることができる。
熱処理炉９は、筐体１内にほぼ垂直に設けられているため、熱処理炉９をほぼ水平に設けた横型熱処理装置に比べて省スペース化を図ることができる。
さらに、近年見られる半導体産業の急成長に伴い、装置のさらなるスループット向上が求められるようになってきた。そこで、熱処理炉９を急速に冷却することによって、熱処理終了後から次の熱処理を開始するまでのサイクルを短くすることを目的とした冷却機構１２を備えた処理装置も製作されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の縦型熱処理装置の熱処理炉９の冷却機構１２として、図４に示すように、外気（エア）を吸入する吸気口１３、排気管１４、連結部１５ａを介し排気管１４の先端である排気口１４ａと接続されたラジエータ１６、および連結部１５ｂを介しラジエータ１６と接続されたダクト１７で構成されており、吸気口１３から熱処理炉９の内側と処理チューブ１８の外側の間の間隙内にエア（外気）を取り込み、冷却空気の流れ２６に示すように、処理チューブ１８の外周を通って排気管１４より排出される。これにより、熱処理炉９の内側と処理チューブ１８の外側との間に形成される高温の雰囲気を冷たい外気と入れ替えることにより熱処理炉９を冷却することができる。この時、熱処理炉９より排気される空気の温度は１０００℃程度の高温になる場合もあり、これをそのままダクト１７に流すとダクト１７は熱により損傷を受けるため、排気口１４ａ近くに高温の排気を冷却するためのラジエータ１６を配設している。
【０００６】
処理チューブ１８を洗浄するために熱処理炉９から取外す際や、ヒータ素線の断線により熱処理炉９を交換する際などの熱処理炉９周りのメンテナンスを行なう場合は、図５に示す様に熱処理炉９を筐体背面側のメンテナンススペースへスライドさせ、リフター１９によって処理チューブ１８や熱処理炉９を着脱できる様にしている。
【０００７】
ここで、上記してきた従来の縦型熱処理装置における問題点について説明する。
熱処理炉９をスライドさせる時には、スライドの邪魔にならない様に冷却機構１２（排気管１４を除く）を取外すか、図５の如く冷却機構１２を支持しスライドさせる為の冷却機構用ガイド軸２７を設け、熱処理炉９と共にスライドさせる必要がある。
【０００８】
冷却機構１２を取外す場合には、高所作業となる上に、冷却機構１２は重量物であるので、安全面の問題および作業時間が掛かるというメンテナンス性の問題がある。
【０００９】
また、熱処理炉９と共に冷却機構１２をスライドさせる場合には、熱処理炉９のスライド分のほかに、冷却機構１２（特にラジエータ１６）のスライド分Ｌのメンテナンススペースが、筐体背面側に増加する事となる。
【００１０】
また、冷却機構１２を取外す場合もスライドさせる場合も、ラジエータを動かす事となるので、事前にラジエータ１６に冷却水を送る冷却管（図示せず）を取外し、ラジエータ１６内の水抜きを行なう必要がある。この冷却管取外しおよび水抜きによる作業時間が掛かることもメンテナンス性の問題の一つである。
【００１１】
このように、従来の縦型処理装置には、筐体背面側に多くのメンテナンススペースを必要とする問題や、メンテナンス性の問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来技術におけるメンテナンススペース、メンテナンス性の問題点を解消し、メンテナンススペースの抑制、およびメンテナンス性を向上できる縦型熱処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とするものである。すなわち、請求項１、請求項２に記載のように、複数の基板を多段に支持したボートを挿入し、熱処理するための処理チューブ（反応管）と、上記処理チューブを囲繞し上記処理チューブ内の基板を加熱する加熱ユニット（熱処理炉）と、上記加熱ユニットに設けられ、かつ上記加熱ユニットの内側と上記処理チューブの外側との間の雰囲気を排気する排気管と、上記排気管の排気口と接続され管内の排気物を冷却する冷却手段と、を具備すると共に、上記加熱ユニットは筐体の背面側に水平にスライドさせることで着脱できる縦型熱処理装置であって、上記冷却手段は、上記加熱ユニット上方以外の筐体天井部に配設してなる縦型熱処理装置とするものである。
また、上記排気口は、上記スライドさせる方向と逆側の上記加熱ユニット側面に配設してなる縦型熱処理装置とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の縦型熱処理装置の構成は図１に示す。
従来の縦型熱処理装置の構成と同一物、および同一の機能を有する物については同一の符号を付してある。また、本発明では、「前面側」、「前方」とは筐体１の搬入・搬出口２のある側の方向を指し、「背面側」、「後部」とはその搬入・搬出口２の逆の方向、すなわちメンテナンススペース側の方向を指すことと定義する。
【００１５】
複数の基板を多段に支持したボート８を挿入し、熱処理するための処理チューブ（反応管）１８と、上記処理チューブ１８を囲繞し上記処理チューブ１８内の基板を加熱する加熱ユニット（熱処理炉）９と、上記加熱ユニット９に設けられ、かつ上記加熱ユニット９の内側と上記処理チューブ１８の外側との間の雰囲気を排気する排気管１４と、連結部１５ａを介して上記排気管の先端である排気口１４ａと接続され管内の排気物を冷却する冷却手段（ラジエータ）１６と、を具備すると共に、上記加熱ユニット９又は上記処理チューブ１８は、メンテナンス側である筐体１の背面側に上記加熱ユニット９を水平にスライドさせることで着脱できる縦型熱処理装置であって、上記冷却手段１６は、上記加熱ユニット９の上方２８以外の筐体１の天井部２９に配設した縦型熱処理装置とするものである。
【００１６】
また、上記加熱ユニット９に設けられた上記排気管１４ａの排気口は、上記加熱ユニット９の上記スライドする方向と逆側（メンテナンスエリア側と逆側）の側面に配設した縦型熱処理装置とするものである。
【００１７】
本発明の筐体１には、前面にウエハ搬送用のカセット３の搬入・搬出口２が設けられており、そこから投入されたカセット３は、カセット搬送機構４によりカセットステージ５へ移される。続いて、ウエハ移載機構７により、カセットステージ５上のカセット３からウエハを取り出し、ボート８へと移し替えられる。尚、カセット３が大気から隔離してウエハを運搬されるＦＯＵＰなどのポッドタイプである場合には、カセットステージ５には、カセット３の蓋体（図示せず）を開閉する開閉手段（図示せず）が設置され、該開閉手段によってカセット３の蓋体を取去り、その後に、カセット３内のウエハをウエハ移載機構７により取出す。また、カセットステージ５以外に、筐体１内に複数のカセット３を保持しておく為に、カセット棚６を有する場合もある。
筐体１の後部には、上部に熱処理炉（加熱ユニット）９と、その下方には、減圧雰囲気、或いは不活性ガス雰囲気にする為のロードロックチャンバ１０が設けられており、ロードロックチャンバ１０の内部にボート８とボート昇降機構１１が設けられている。ボート昇降機構１１により、ウエハを載置されたボート８を熱処理炉９（処理チューブ１８）内ヘロード・アンロードすることができる。
【００１８】
処理チューブ１８を洗浄するために熱処理炉９から取外す際や、ヒータ素線の断線により熱処理炉９を交換する際などの熱処理炉９周りのメンテナンスを行なう場合は、図２に示す様に熱処理炉９を筐体背面側へスライドさせ、リフター１９によって処理チューブ１８や熱処理炉９を着脱できる様にしている。
【００１９】
熱処理炉９をスライドさせる機構は図３に詳細を示している。熱処理炉９はヒータベース２１の上に固定され、ヒータベース２１の下部にマニホールド２２が固定されている。そして、ヒータベース２１は、水平ガイド軸２３に上下スライダ２４を介し吊り下げられる格好で取り付けられている。図中には明示しないが、上下スライダ２４は垂直に設けられたガイド軸と上下動させるためのエアシリンダとから構成されており、この上下スライダ２４が動作することによりヒータベース２１は、水平ガイド軸２３側へ引っ張り上げられたり、下げられたりする。この様にヒータベース２１が上下する事で、ヒータベース２１に固定されている全てのものも上下動する事となり、マニホールド２２がロードロックチャンバ１０の天井部と当接したり離間したりする様になっている。熱処理炉９を水平方向にスライドさせる駆動源として、水平エアシリンダ２５が設けられている。
熱処理炉９をスライドさせる時には、まず、上下スライダ２４によって、マニホールド２２とロードロックチャンバ１０とを離間させる。そして、水平エアシリンダ２５と水平ガイド軸２３によって、熱処理炉９が筐体背面側へスライド移動する。
【００２０】
本発明の冷却機構１２の動作は従来技術とほぼ同様であり、外気の吸気口１３、排気管１４、ラジエータ１６、ダクト１７で構成され、吸気口１３から熱処理炉９内に取り込んだエアを排気口１４より排出させることで熱処理炉９を急冷させるものである。
本発明の従来技術と異なる点は、ラジエータ１６が熱処理炉９の上方２８以外の筐体１の天井部上面２９、すなわち熱処理炉９よりも前方の筐体１の上面に取付けられ、排気口１４ａが従来の装置と逆側の向き、すなわちメンテナンススペース側である筐体背面側ではなく、筐体正面側の方向を向いた格好で熱処理炉９の側面に設けられていることである。
これにより熱処理炉９を、熱処理炉９の背面側であるメンテナンススペース側へスライドさせる場合でも、ラジエータ１６を取外したり、或いは一緒にスライドさせる必要がなくなる。従いメンテナンスエリアの奥行きはラジエータ１６のスライド分が不要となり、熱処理炉９のスライド分だけでよくなるのでメンテナンスエリアを抑える事ができる。また、ラジエータ１６を動かさないので水抜きを行う必要はなく、高所作業はラジエータ１６と排気口１４との連結部１５ａを外すだけで良くなりメンテナンス性が向上する。また、冷却機構用スライド軸２７も不要となり、装置コストを抑える事にもなる。
【００２１】
以上の事が本発明の実施形態であるが、特許の請求の範囲に記載以外の装置構成は種々の変更が可能である。
例えば、本発明の実施形態においては、ロードロックチャンバ１０が熱処理炉９の下方に配置されているが、本発明はロードロックチャンバ１０が無い縦型熱処理装置にも適用できるし、熱処理炉９や処理チューブ１８を取外す際に必ずしもリフター１９を用いる必要もない。
また、本発明の実施形態では明示していないが、冷却機構１２には、冷却空気の流れを強制的に起こすブロアー（ファン）や、冷却空気の流量を調整するダンパーや調整弁等が設けられていても良い事は言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、熱処理炉メンテナンス時において、メンテナンスエリアを抑え、また、高所作業の作業能率改善と冷却手段の水抜きの手間を省くことができ、その結果、熱処理炉のメンテナンス性の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を例示した縦型熱処理装置の筐体の全体構成を示す模式図。
【図２】本発明を例示した縦型熱処理装置の筐体の全体構成を示す模式図。
【図３】本発明の熱処理炉のスライド機構の詳細図。
【図４】従来の縦型熱処理装置の筐体の全体構成を示す模式図。
【図５】従来の縦型熱処理装置の筐体の全体構成を示す模式図。
【符号の説明】
１…筐体
２…カセット搬入・搬出口
３…カセット
４…カセット搬送機構
５…カセットステージ
６…カセット棚
７…ウエハ移載機構
８…ボート
９…熱処理炉（加熱ユニット）
１０…ロードロックチャンバ
１１…ボート昇降機構
１２…冷却機構
１３…吸気口
１４…排気管
１４ａ…排気口
１５ａ、１５ｂ…連結部
１６…ラジエータ（冷却手段）
１７…ダクト
１８…処理チューブ（反応管）
１９…リフター
２１…ヒータベース
２２…マニホールド
２３…水平ガイド軸
２４…上下スライダ
２５…水平エアシリンダ
２６…冷却空気の流れ
２７…冷却機構用ガイド軸
２８…加熱ユニット９上方の天井部
２９…加熱ユニット９上方以外の筐体天井部

Claims

複数の基板を多段に支持したボートを挿入し、熱処理するための処理チューブと、
上記処理チューブを囲繞し、上記処理チューブ内の基板を加熱する加熱ユニットと、
上記加熱ユニットに設けられ、かつ上記加熱ユニットの内側と上記処理チューブの外側との間の雰囲気を排気する排気管と、
上記排気管の排気口と接続され管内の排気物を冷却する冷却手段と、
を具備すると共に、上記加熱ユニットは筐体の背面側に水平にスライドさせることで着脱できる縦型熱処理装置であって、
上記冷却手段は、上記加熱ユニットの前面側に配設してなることを特徴とする縦型熱処理装置。
複数の基板を多段に支持したボートを挿入し、熱処理するための処理チューブと、
上記処理チューブを囲繞し、上記処理チューブ内の基板を加熱する加熱ユニットと、
上記加熱ユニットに設けられ、かつ上記加熱ユニットの内側と上記処理チューブの外側との間の雰囲気を排気する排気管と、
上記排気管の排気口と接続され管内の排気物を冷却する冷却手段と、
を具備すると共に、上記加熱ユニットは筐体の背面側に水平にスライドさせることで着脱できる縦型熱処理装置であって、
上記排気口は、上記スライドさせる方向と逆側の上記加熱ユニット側面に配設してなることを特徴とする縦型熱処理装置。