JP2009081258A

JP2009081258A - 熱処理方法及び熱処理装置

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Publication number: JP2009081258A
Application number: JP2007249039A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Inoue; 久司井上; Shunichi Matsumoto; 俊一松本; Yasushi Takeuchi; 靖竹内
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2027-09-26
Also published as: JP4966800B2; CN101399173A; CN101399173B

Abstract

【課題】処理の均一性を確保しつつ基板保持具の搭載枚数を従来よりも増やす。
【解決手段】複数枚の被処理基板ｗを基板保持具１０に上下方向に所定の間隔で搭載し、該基板保持具１０を熱処理炉３内に搬入して被処理基板に所定の熱処理を施す。上記基板保持具１０は、複数本の支柱２８に被処理基板の周縁部を支持する基板支持部３０を上下方向に所定間隔で有し、上記支柱が同一円周上に配置された２つの保持具構成体１０ａ，１０ｂからなる。一方の保持具構成体１０ａには表面を上面にした被処理基板を、他方の保持具構成体１０ｂには裏面を上面にした被処理基板をそれぞれ搭載した後、２つの保持具構成体を相対的に上下方向に移動し、これにより、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になるようにし、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔ｐａに、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭い間隔ｐｂにする。
【選択図】図７

Description

本発明は、熱処理方法及び熱処理装置に係り、特に処理の均一性を確保しつつ処理枚数を増やす技術に関するものである。

半導体装置の製造においては、被処理基板例えば半導体ウエハ（以下、ウエハともいう。）に、酸化、拡散、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの処理を施すために、各種の処理装置（半導体製造装置）が用いられている。そして、その一つとして、一度に多数枚の被処理基板の熱処理が可能な縦型の熱処理装置が知られている。

この熱処理装置は、熱処理炉と、複数枚のウエハを上下方向に所定間隔で保持して上記熱処理炉に搬入搬出される基板保持具であるボートとを備えている（例えば、引用文献１参照。）。また、上記熱処理炉の下方に形成されたローディングエリア（作業領域）には、上記熱処理炉の炉口を閉塞する蓋体の上部に炉口断熱手段である保温筒を介して上記ボートを載置した状態で蓋体を上昇下降させて炉内へのボートの搬入及びローディングエリアへのボートの搬出を行う昇降機構や、ローディングエリアに搬出されたボートと複数枚のウエハを収納可能な収納容器との間でウエハの移載を行う移載機構等が装備されている。

上記ボートは、底板と天板の間に複数本の支柱を介設し、これら支柱にウエハの周縁部を支持する溝状ないし突状の基板支持部を上下方向に所定の間隔（ピッチ）で形成して構成されている。特に、上記ボートには、すべてのウエハが被処理面である表面を上面にした状態で搭載される。

特開２００１−２２３２５４号公報

しかしながら、上記熱処理装置においては、ボートにおけるウエハの搭載枚数を決めるピッチ幅が、処理の面内及び面間の均一性の観点及び移載の観点より最小値が決まってしまっており、搭載枚数を増やすことが困難であった。なお、処理の面内及び面間の均一性を更に向上させるべく上記ピッチ幅を大きくすると、搭載枚数が減少してしまう。

本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、処理の均一性を確保しつつ基板保持具の搭載枚数を従来よりも増やすことができる熱処理方法及び熱処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のうち、請求項１の発明は、複数枚の被処理基板を基板保持具に上下方向に所定の間隔で搭載し、該基板保持具を熱処理炉内に搬入して被処理基板に所定の熱処理を施す熱処理方法において、上記基板保持具に、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になるように被処理基板を配置し、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔に設定され、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭い間隔に設定されることを特徴とする。

請求項２の発明は、複数枚の被処理基板を基板保持具に上下方向に所定の間隔で搭載し、該基板保持具を熱処理炉内に搬入して被処理基板に所定の熱処理を施す熱処理方法において、上記基板保持具は、複数本の支柱に被処理基板の周縁部を支持する基板支持部を上下方向に所定間隔で有し、上記支柱が同一円周上に配置された２つの保持具構成体からなり、一方の保持具構成体には表面を上面にした被処理基板を、他方の保持具構成体には裏面を上面にした被処理基板をそれぞれ搭載した後、２つの保持具構成体を相対的に上下方向に移動することにより、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になるようにし、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔に、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭い間隔にすることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載の熱処理方法において、上記２つの保持具構成体は、相対的に周方向に回動することにより、上記支柱が上記被処理基板の周縁部を該被処理基板の直径よりも狭い間隔で取り囲むことを特徴とする。

請求項４の発明は、複数枚の被処理基板を上下方向に所定の間隔で搭載する基板保持具と、該基板保持具を搬入して被処理基板に所定の熱処理を施す熱処理炉とを備えた熱処理装置において、上記基板保持具は、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になるように被処理基板の周縁部を支持する基板支持部を有し、該基板支持部は、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔に設定され、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭く設定されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、複数枚の被処理基板を基板保持具に上下方向に所定の間隔で搭載し、該基板保持具を熱処理炉内に搬入して被処理基板に所定の熱処理を施す熱処理装置において、上記基板保持具は、複数本の支柱に被処理基板の周縁部を支持する基板支持部を上下方向に所定間隔で有し、上記支柱が同一円周上に配置された２つの保持具構成体からなり、一方の保持具構成体には表面を上面にした被処理基板を、他方の保持具構成体には裏面を上面にした被処理基板をそれぞれ搭載する基板支持部が形成され、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になり、表面同士の間隔を処理の均一性を確保し得る間隔に、裏面同士の間隔を表面同士の間隔よりも狭い間隔にすべく上記２つの保持具構成体が上下移動機構により相対的に上下方向に移動可能とされていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５記載の熱処理装置において、上記上下移動機構が、上記熱処理炉の炉口を閉塞する蓋体に設けられた基板保持具用回転機構の回転軸を貫通して昇降移動する昇降軸と、該昇降軸を昇降移動する昇降駆動部とを備えたことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項５記載の熱処理装置において、上記上下移動機構が、上記熱処理炉の炉口を閉塞する蓋体の上部に保温筒を介して載置された上記基板保持具を熱処理炉に搬入搬出すべく昇降する昇降機構と、該昇降機構により熱処理炉から搬出された時に他方の保持具構成体を係止して一方の保持具構成体との上下方向の相対的位置関係を復元する係止機構とからなることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項５記載の熱処理装置において、上記支柱が上記被処理基板の周縁部を該被処理基板の直径よりも狭い間隔で取り囲むように上記２つの保持具構成体を相対的に周方向に回動する回動機構を備えたことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８記載の熱処理装置において、上記回動機構が、上記熱処理炉の炉口を閉塞する蓋体に設けられた基板保持具用回転機構の回転軸を貫通して昇降移動する昇降軸を回動するように設けられていることを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項８記載の熱処理装置において、上記回動機構が、熱処理炉から搬出された時に他方の保持具構成体を係止して一方の保持具構成体との上下方向の相対的位置関係を復元する係止機構と、該係止機構に係止された他方の保持具構成体に対して一方の保持具構成体を周方向に所定の角度だけ回動させる基板保持具用回転機構とから構成されていることを特徴とする。

本発明の請求項１又は４の発明によれば、上記基板保持具に、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になるように被処理基板を配置し、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔に設定され、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭く設定されるため、処理の均一性を確保しつつ基板保持具の収納枚数を従来よりも増やすことができる。なお、搭載枚数を従来と同じにしたまま、表面同士の間隔を大きくすることにより、搭載枚数を確保しつつ処理の均一性の更なる向上が図れる。

請求項２又は５の発明によれば、上記基板保持具は、複数本の支柱に被処理基板の周縁部を支持する基板支持部を上下方向に所定間隔で有し、上記支柱が同一円周上に配置された２つの保持具構成体からなり、一方の保持具構成体には表面を上面にした被処理基板を、他方の保持具構成体には裏面を上面にした被処理基板をそれぞれ搭載した後、２つの保持具構成体を相対的に上下方向に移動することにより、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になるようにし、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔に、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭い間隔にするため、処理の均一性を確保しつつ基板保持具の収納枚数を従来よりも増やすことができる。なお、搭載枚数を従来と同じにしたまま、表面同士の間隔を大きくすることにより、搭載枚数を確保しつつ処理の均一性の更なる向上が図れる。

請求項３又は８の発明によれば、上記２つの保持具構成体が、相対的に周方向に回動することにより、上記支柱が上記被処理基板の周縁部を該被処理基板の直径よりも狭い間隔で取り囲むため、基板保持具からの被処理基板の飛び出しや脱落を防止することができる。

請求項６又は７の発明によれば、上記上下移動機構を容易に構成することができる。請求項９又は１０の発明によれば、上記回動機構を容易に構成することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明の実施の形態である熱処理装置を概略的に示す縦断面図、図２は基板保持具の一例を概略的に示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

図１において、１は縦型の熱処理装置で、この熱処理装置１は外郭を形成する筐体２を有している。この筐体２内の上方には、複数枚の被処理基板例えば薄板円板状の半導体ウエハｗを収容して所定の処理例えばＣＶＤ処理等を施すための縦型の熱処理炉３が設けられている。この熱処理炉３は、下部が炉口４として開口された縦長の処理容器例えば石英製の反応管５と、この反応管５の炉口４を開閉する昇降可能な蓋体６と、上記反応管５の周囲を覆うように設けられ、反応管５内を所定の温度例えば３００〜１２００℃に加熱制御可能なヒータ（加熱装置）７とから主に構成されている。

上記筐体２内には、熱処理炉３を構成する反応管５やヒータ７を設置するための例えばＳＵＳ製のベースプレート８が水平に設けられている。ベースプレート８には反応管５を下方から上方に挿入するための図示しない開口部が形成されている。

反応管５の下端部には外向きのフランジ部が形成され、このフランジ部をフランジ保持部材にてベースプレート８に保持することにより、反応管５がベースプレート８の開口部を下方から上方に挿通された状態に設置されている。反応管５は、洗浄等のためにベースプレート８から下方に取外せるようになっている。反応管５には反応管５内に処理ガスやパージ用の不活性ガスを導入する複数のガス導入管や反応管５内を減圧制御可能な真空ポンプや圧力制御弁等を有する排気管が接続されている（図示省略）。なお、反応管５の下端部には、ガス導入管や排気管を接続するガス導入ポートや排気ポートを有する円筒状のマニホールドが接続されていても良く、この場合、このマニホールドが炉口を形成することになる。

上記筐体２内におけるベースプレート８より下方には、蓋体６上に保温筒１３を介して載置されたボート（基板保持具）１０を熱処理炉３（すなわち反応管５）内に搬入（ロード）したり、熱処理炉３から搬出（アンロード）したり、或いはボート１０に対するウエハｗの移載を行うためのローディングエリア（作業領域）１１が設けられている。このローディングエリア１１にはボート１０の搬入、搬出を行うべく蓋体６を昇降させるための昇降機構１２（図１１参照）が設けられている。

上記蓋体６は炉口４の開口端に当接して炉口４を密閉するように構成されている。蓋体６の上部には炉口４からの放熱を防止する手段（炉口断熱手段ともいう。）である保温筒１３を介してボート１０が載置されている。なお、蓋体６の上部には保温筒１３を載置して回転する図示しない回転テーブルが設けられ、蓋体６の下部にはそのターンテーブルを回転するためのボート回転機構１４が設けられている。

筐体２の前部には、複数枚例えば２５枚程度のウエハを所定の間隔で収納可能な収納容器１５を載置して筐体２内への搬入搬出を行うための載置台（ロードポート）１６が設置されている。収納容器１５は前面に図示しない蓋を着脱可能に備えた密閉型収納容器（フープともいう。）とされている。ローディングエリア１１内の前後には収納容器１５の蓋を取外して収納容器１５内をローディングエリア１１内に連通開放するドア機構１７が設けられ、ローディングエリア１１には収納容器１５とボート１０の間でウエハｗの移載を行う複数枚のフォーク（移載板）１８を所定間隔で有する移載機構２０が設けられている。

ローディングエリア１１外の前部上側には、収納容器１５をストックしておくための保管棚部２１と、搬入出用の載置台１６から保管棚部２１へ又はその逆に収納容器１５を搬送するための図示しない搬送機構とが設けられている。なお、ローディングエリア１１の上方には蓋体６を開けた時に炉口４から高温の炉内の熱が下方のローディングエリア１１に放出されるのを抑制ないし防止するために炉口４を覆う（又は塞ぐ）シャッター機構２２が設けられている。また、上記載置台１６の下方には移載機構２０により移載されたウエハｗの外周に設けられた切欠部（例えばノッチ）を一方向に揃えるための整列装置（アライナ）２３が設けられている。

上記移載機構２０は、水平な複数枚例えば５枚のウエハｗを上下方向に所定間隔で支持する複数枚例えば５枚の移載板（フォークともいう）１８を有している。この場合、中央のフォークは単独で前方に進退移動可能とされ、中央以外のフォーク（一枚目、二枚目、四枚目及び五枚目）はピッチ変換機構により中央のフォークを基準として上下方向に無段階でピッチ変換可能とされている。これは、収納容器１５内のウエハの収納ピッチと、ボート１０内のウエハの搭載ピッチとが異なる場合があるので、その場合でも収納容器１５とボート１０との間でウエハを複数枚ずつ移載可能とするためである。

移載機構２０は、昇降及び旋回可能な基台２４を有している。具体的には、移載機構２０は、ボールネジ等により上下方向に移動可能（昇降可能）な昇降アーム２５を備え、この昇降アーム２５に箱型の基台２４が水平旋回可能に設けられている。この基台２４上には中央の１枚のフォークを前方へ移動可能とする第１の移動体２６と、中央のフォークを挟んで上下に２枚ずつ配された計４枚のフォークを前方へ移動可能とする第２の移動体２７とがそれぞれ水平方向である基台２４の長手方向に沿って進退移動可能に設けられている。

なお、上記移載機構２０のフォーク１８の基部には先端部の位置決め溝との間でウエハｗをフォーク長手方向前後から把持可能なチャッキング機構が設けられていてもよい。また、上記移載機構２０のフォーク１８は、ウエハｗを下方から支持又は把持（下掴み）して移載する通常移載と、ウエハを上方から支持又は把持（上掴み）して移載する特殊移載とを選択に行えるように構成されていてもよい。更に、フォーク１８の先端部にはボート１０内や収納容器１５内のウエハの位置を検出してマッピングを行うためのマッピングセンサが設けられていてもよい。

上記ボート１０は、例えば石英製であり、大口径例えば直径３００ｍｍのウエハｗを水平状態で上下方向に所定の間隔（ピッチ幅）で支持するようになっている。具体的には、上記ボート１０は、図２に示すように、複数本例えば３本の支柱２８にウエハｗの周縁部を支持する基板支持部である爪（突部）３０を上下方向に所定間隔で有し、上記支柱２８が同一円周上（略同一円周上を含む）に配置された２つのボート構成体（保持具構成体）１０ａ，１０ｂからなっている。ボート構成体１０ａ，１０ｂは、略Ｔ字状で上下で対をなす天部材３１及び底部材３２と、これら天部材３１と底部材３２のそれぞれの端部間に掛け渡されて固定された上記３本の支柱２８とからなっている。これら３本の支柱２８のうち、間隔の広い支柱間（ウエハ出し入れ部）からウエハを出し入れして移載する。２つのボート構成体１０ａ，１０ｂは図２に示すように、対応する支柱２８同士が同一円周上で近接し、この状態で２つのボート構成体１０ａ，１０ｂが相対的に上下方向に移動可能（上下に位置ずれ可能）に組み付けられている。この場合、一方のボート構成体１０ａを固定側とし、他方のボート構成体１０ｂを移動側とすることが上下移動機構の構造の簡素化を図る上で好ましい。

上記２つのボート構成体１０ａ，１０ｂにおける爪３０のピッチ幅は同じである。図４ないし図５又は図６に示すように、一方のボート構成体１０ａには表面ｗａを上面にしたウエハを、他方のボート構成体１０ｂには裏面ｗｂを上面にしたウエハｗがそれぞれ搭載され、上下に隣り合うウエハｗが裏面同士と表面同士とが上下方向に交互になるように配置され、表面同士の間隔ｐａを処理の均一性を確保し得る間隔に、裏面同士の間隔ｐｂを表面同士の間隔よりも狭い間隔ｐｂにすべく２つのボート構成体１０ａ，１０ｂが相対的に上下に移動可能とされている。この場合、図２（ｂ）に示すように、一方のボート構成体１０ａが他方のボート構成体１０ｂよりも大きく（上下方向の長さが長く）形成されていることが２つのボート構成体１０ａ，１０ｂを相対的に上下に移動操作する上で好ましい。

図４ないし図５の場合、一方のボート構成体１０ａの爪３０と他方のボート構成体１０ｂの爪３０の間隔は予め狭く設定され、先ず図４及び図５の（ａ）のように、表面ｗａを上面にしたウエハｗを下方から支持又は下掴みした状態で一方のボート構成体１０ａの爪３０上に順に移載する。次に図５の（ｂ）のように、他方のボート構成体１０ｂを下方に移動し、このボート構成体１０ｂの爪３０上に図４（ｂ）ないし図５（ｃ）のように、裏面ｗｂを上面にしたウエハｗを上掴みした状態で順に移載する。次に図４（ｃ）ないし図５（ｄ）のように、他方のボート構成体１０ｂを上方に移動して元の位置に戻すことにより、表面同士の間隔ｐａを処理の均一性を確保し得る間隔に、裏面同士の間隔ｐｂを表面同士の間隔よりも狭い間隔にすればよい。

図６の場合、一方のボート構成体１０ａの爪３０と他方のボート構成体１０ｂの爪３０の間隔は予め等しく設定され、先ず（ａ）のように、表面ｗａを上面にしたウエハｗを下方から支持又は下掴みした状態で一方のボート構成体１０ａの爪３０上に順に移載する。次に（ｂ）のように、裏面ｗｂを上面にしたウエハｗを下方から支持又は下掴みした状態で他方のボート構成体１０ｂの爪３０上に順に移載する。次に（ｃ）のように、他方のボート構成体１０ｂを上方に移動して一方のボート構成体１０ａの爪３０の下方に他方のボート構成体１０ｂの爪３０を接近させることにより、表面同士の間隔ｐａを処理の均一性を確保し得る間隔に、裏面同士の間隔ｐｂを表面同士の間隔よりも狭い間隔にすればよい。

この場合、図３（ａ）に示すように、ウエハの厚さｔａとフォークの厚さｔｂと上下の移載クリアランスｓａ，ｓｂとの和が移載ピッチｐｔであり、この移載ピッチｐｔはボートピッチ（一方のボート構成体の爪のピッチ幅）Ｐの半分である。裏面同士の間隔ｐｂは、爪の厚さｔｃとウエハｗの厚さｔａの和よりもやや大きい。また、表面同士の間隔ｐａは、ボートピッチＰと裏面同士の間隔ｐｂとの差である。現行システム（移載ピッチ８×６１スロット）に適用して考察すると、移載ピッチｐｔを７ｍｍにした場合、７×７０スロットとなり、枚数増加は９枚となる。移載ピッチｐｔを５．６ｍｍまでつめた場合、５．６×８７スロットとなり、枚数増加は２６枚となり、収納容器１個分の枚数増加となる。なお、表面同士の間隔ｐａの変更が必要な場合は後述の上下移動機構３３のポジション調整で可能であり、ほぼ０ｍｍ（例えば爪の厚み２ｍｍ程度）から１０ｍｍ以上（例えば１１ｍｍ程度）まで間隔を変更することが可能である。同様に裏面同士の間隔ｐｂも変更可能である。

上記２つのボート構成体１０ａ，１０ｂは、上下移動機構３３により相対的に上下方向に移動可能とされている。本実施の形態では、一方のボート構成体１０ａが蓋体６の上部に設けられた回転テーブル３４（図８参照）の上に載置されて固定され、他方のボート構成体１０ｂが上下移動機構３３により上下に移動されるようになっている。この上下移動機構３３は、図８に示すように、蓋体６の下部に設けられたボート用の回転機構１４に取付けられている。

この回転機構１４は、蓋体６の軸心部に固定された円筒状のスリーブ３５と、該スリーブ３５の外周に玉軸受け３６を介して回転可能に設けられた回転体３７と、該回転体３７の下部中央部に固定され上記スリーブ３５内を通って蓋体６の上面に延出され、該蓋体６上の図示しない回転テーブル３４に連結された中空の回転軸３８と、上記回転体３７の外周に巻き掛けられた図示しない無端ベルトを介して回転体３７を回転駆動する図示しないモータとにより主に構成されている。

上記上下移動機構３３は、上記回転機構１４の回転軸３８を貫通して昇降移動する昇降軸（上下移動軸）４０と、該昇降軸４０を昇降移動する昇降駆動部４１とを備えている。具体的には、上下移動機構３３は、上記回転体３７の下部にガイド４２を介して上下移動可能に支持された円板状の上下移動体４３と、該上下移動体４３の中央部に立設され、上記回転軸３８の中空部（軸孔）３８ａを通って蓋体６の上方に延出された昇降軸４０と、該昇降軸４０を昇降移動する例えばエアシリンダ等の図示しない昇降駆動部とから主に構成されている。上記昇降軸４０の貫通部の気密を保持するために上記回転体３７と上下移動体４３との間にはベローズ４４が設けられていることが好ましい。上記昇降軸４０の上端部は回転テーブル３４及び保温筒１３を貫通して上方に延出され、上記他方のボート構成体１０ｂの底部材３２に連結されている（図示省略）。

以上の構成からなる熱処理方法ないし熱処理装置によれば、上記ボートは、複数本の支柱にウエハの周縁部を支持する爪３０を上下方向に所定間隔で有し、上記支柱が同一円周上に配置された２つの保持具構成体１０ａ，１０ｂからなり、一方のボート構成体１０ａには表面ｗａを上面にしたウエハｗを、他方のボート構成体１０ｂには裏面ｗｂを上面にしたウエハｗをそれぞれ搭載した後、２つの保持具構成体１０ａ，１０ｂを相対的に上下方向に移動することにより、上下に隣り合うウエハｗが裏面同士と表面同士とが上下方向に交互になるようにし、表面同士の間隔ｐａが処理の均一性を確保し得る間隔に、裏面同士の間隔ｐｂが表面同士の間隔よりも狭い間隔にするため、処理の均一性を確保しつつボート１０の搭載枚数を従来よりも増やすことができ、スループットの向上が図れる。或いは、搭載枚数を従来と同じにしたまま、表面同士の間隔ｐａを大きくすることにより、搭載枚数を確保しつつ処理の均一性の更なる向上が図れる。

図７はボートの他の例を概略的に示す正面図である。本実施形態のボート１０は、前記実施形態のボートとは異なり、２つのボート構成体からなっておらず、１つのボートからなり、複数本例えば３本の支柱２８には予め図３（ｂ）に示すピッチ幅、すなわち上下に隣り合うウエハが裏面同士と表面同士とが上下方向に交互になるようにウエハを配置し、表面同士の間隔ｐａが処理の均一性を確保し得る間隔に且つ裏面同士の間隔ｐｂが表面同士の間隔よりも狭い間隔に設定して設けられている。本実施形態によれば、簡単な構造で、処理の均一性を確保しつつ基板保持具の収納枚数を従来よりも増やすことができる。或いは、搭載枚数を従来と同じにしたまま、表面同士の間隔ｐａを大きくすることにより、搭載枚数を確保しつつ処理の均一性の更なる向上が図れる。

図１０は基板保持具の他の例を概略的に示す平面図である。本実施形態のボート１０は、該ボート１０のウエハ出し入れ部からのウエハの飛び出しや脱落を防止するために、支柱２８がウエハｗの周縁部をウエハｗの直径よりも狭い間隔で取り囲むように上記２つのボート構成体１０ａ，１０ｂが後述の回動機構４５により相対的に周方向に回動されるようになっている。この場合、一方のボート構成体１０ａに対して他方のボート構成体１０ｂが所定の角度θ、例えばθ＝６０〜９０度程度で回動されることが好ましい。

上記回動機構４５としては、例えば図９に示すように構成されている。昇降軸４０（図８参照）を回転軸３８とは独立して回転可能とするために、前記回転機構１４の回転体３７の下部には、第２回転体４６がガイド４２及びベローズ４４を介して上下動可能に支持されている。第２回転体４６の内部には玉軸受け４７を介して上記昇降軸４０の基部４０ａが回転可能に支持されている。上記第２回転体４６の下部には昇降軸４０を回転駆動する図示しないモータが取付けられている。また、第２回転体４６の下方には、該第２回転体４６と一緒に昇降軸４０を昇降移動する例えばエアシリンダ等の図示しない昇降駆動部が設けられている。これによれば、昇降軸４０を昇降動だけでなく回動させることができるため、昇降軸４０の回動により一方のボート構成体１０ａに対して他方のボート構成体１０ｂを容易に回動することができる。

図１１は基板保持具の他の例を概略的に説明する説明図であり、図１２は図１１の基板保持具を概略的に示す平面図である。本実施の形態では、一方のボート構成体１０ａに対して他方のボート構成体１０ｂを上下動させる上下移動機構３３が、上記熱処理炉の炉口を閉塞する蓋体６の上部に保温筒１３を介して載置されたボート１０を熱処理炉に搬入搬出すべく昇降する昇降機構１２と、該昇降機構１２により熱処理炉から搬出された時に停止位置の手前で他方のボート構成体１０ｂを係止して一方のボート構成体１０ａとの上下方向の相対的位置関係を復元（元に復帰）する係止機構４８とから構成されている。

また、この場合、一方のボート構成体１０ａに対して他方のボート構成体１０ｂを回動させる回動機構４５は、上記係止機構４８と、該係止機構４８に係止された他方のボート構成体１０ｂに対して一方のボート構成体１０ａを周方向に所定の角度θだけ回動させるボート用回転機構１４とから構成されている。

上記係止機構４８は、他方のボート構成体１０ａの下面例えば底部材３２の各端部（各支柱２８の下端に対応する部分）の下面を係止（支持）する複数例えば３個の係止部材４８ａと、蓋体６の昇降時に蓋体６との干渉を回避すべく上記係止部材４８ａをそれぞれボート１０の径方向外方に後退させたり、他方のボート１０ｂを係止するために係止部材４８ａを径方向内方に前進させるための例えばエアシリンダ等の進退駆動部（図示省略）とから主に構成されている。

先ず、図１１（ａ）及び図１２（ａ）に示す状態でボート１０に対するウエハの移載を行う。この場合、両ボート構成体１０ａ，１０ｂは、対応する支柱２８が近接した状態にあり、且つ一方のボート構成体１０ａよりも他方のボート構成体１０ｂが係止部材４８ａにより上方に係止された状態にある。ウエハの移載が済んだなら、図１１（ａ）に示す状態で、一方のボート構成体１０ａをボート用回転機構１４により所定の角度θだけ回転させ、図１２（ｂ）に示すように、両ボート構成体１０ａ，１０ｂの複数の支柱２８によりウエハｗの周囲をウエハの直径よりも小さい間隔で取り囲む。これにより、ボートの搬入搬出時や熱処理時のウエハｗの飛び出しや脱落が防止される。

次に、昇降機構１２により蓋体６を上昇させてボート１０を熱処理炉内に搬入すると共に熱処理炉の炉口を蓋体６で密閉する。この場合、蓋体６の上昇の過程で、先ず、図１１（ｂ）に示すように一方のボート構成体１０ａが他方のボート構成体１０ｂに対して上方に所定の高さだけ移動（位置を変更）され、この時図４ないし図６の（ｃ）に示す状態（ウエハの表面同士の間隔が広く、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭い状態）になる。また、蓋体６の上昇の過程で、図１１（ｃ）に示すように係止機構４８の係止部材４８ａが蓋体６と干渉しないように径方向外方へ移動（退避）される。なお、ボート１０を搬出する場合には、上記とは逆の手順すなわち図１１の（ｃ）、（ｂ）、（ａ）の順で行われる。本実施の形態によれば、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。

本発明の実施の形態である熱処理装置を概略的に示す縦断面図である。基板保持具の一例を概略的に示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。基板保持具の作用を説明する説明図である。基板保持具の作用を説明する説明図である。基板保持具の作用を説明する説明図である。基板保持具の作用を説明する説明図である。基板保持具の他の例を概略的に示す正面図である。上下位置変更機構の一例を示す概略的断面図である。上下位置変更機構の他の例を示す概略的断面図である。基板保持具の他の例を概略的に示す平面図である。基板保持具の他の例を概略的に説明する説明図である。図１１の基板保持具を概略的に示す平面図である。

符号の説明

１熱処理装置
ｗ半導体ウエハ（被処理基板）
３熱処理炉
６蓋体
１０ボート（基板保持具）
１０ａ，１０ｂボート構成体（基板保持具構成体）
１２昇降機構
１４ボート回転機構
３０爪（基板支持部）
３３上下移動機構
４５回動機構
４８係止機構

Claims

複数枚の被処理基板を基板保持具に上下方向に所定の間隔で搭載し、該基板保持具を熱処理炉内に搬入して被処理基板に所定の熱処理を施す熱処理方法において、上記基板保持具に、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士又は表面同士となるように被処理基板を配置し、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔に設定され、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭く設定されることを特徴とする熱処理方法。
複数枚の被処理基板を基板保持具に上下方向に所定の間隔で搭載し、該基板保持具を熱処理炉内に搬入して被処理基板に所定の熱処理を施す熱処理方法において、上記基板保持具は、複数本の支柱に被処理基板の周縁部を支持する基板支持部を上下方向に所定間隔で有し、上記支柱が同一円周上に配置された２つの保持具構成体からなり、一方の保持具構成体には表面を上面にした被処理基板を、他方の保持具構成体には裏面を上面にした被処理基板をそれぞれ搭載した後、２つの保持具構成体を相対的に上下方向に移動することにより、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になるようにし、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔に、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭い間隔にすることを特徴とする熱処理方法。
上記２つの保持具構成体は、相対的に周方向に回動することにより、上記支柱が上記被処理基板の周縁部を該被処理基板の直径よりも狭い間隔で取り囲むことを特徴とする請求項２記載の熱処理方法。
複数枚の被処理基板を上下方向に所定の間隔で搭載する基板保持具と、該基板保持具を搬入して被処理基板に所定の熱処理を施す熱処理炉とを備えた熱処理装置において、上記基板保持具は、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になるように被処理基板の周縁部を支持する基板支持部を有し、該基板支持部は、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔に設定され、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭く設定されていることを特徴とする熱処理装置。
複数枚の被処理基板を基板保持具に上下方向に所定の間隔で搭載し、該基板保持具を熱処理炉内に搬入して被処理基板に所定の熱処理を施す熱処理装置において、上記基板保持具は、複数本の支柱に被処理基板の周縁部を支持する基板支持部を上下方向に所定間隔で有し、上記支柱が同一円周上に配置された２つの保持具構成体からなり、一方の保持具構成体には表面を上面にした被処理基板を、他方の保持具構成体には裏面を上面にした被処理基板をそれぞれ搭載する基板支持部が形成され、上下に隣り合う被処理基板が裏面同士と表面同士とが交互になるようにし、表面同士の間隔が処理の均一性を確保し得る間隔に、裏面同士の間隔が表面同士の間隔よりも狭い間隔にすべく上記２つの保持具構成体が上下移動機構により相対的に上下方向に移動可能とされていることを特徴とする熱処理装置。
上記上下移動機構が、上記熱処理炉の炉口を閉塞する蓋体に設けられた基板保持具用回転機構の回転軸を貫通して昇降移動する昇降軸と、該昇降軸を昇降移動する昇降駆動部とを備えたことを特徴とする請求項５記載の熱処理装置。
上記上下移動機構が、上記熱処理炉の炉口を閉塞する蓋体の上部に保温筒を介して載置された上記基板保持具を熱処理炉に搬入搬出すべく昇降する昇降機構と、該昇降機構により熱処理炉から搬出された時に他方の保持具構成体を係止して一方の保持具構成体との上下方向の相対的位置関係を復元する係止機構とからなることを特徴とする請求項５記載の熱処理装置。
上記支柱が上記被処理基板の周縁部を該被処理基板の直径よりも狭い間隔で取り囲むように上記２つの保持具構成体を相対的に周方向に回動する回動機構を備えたことを特徴とする請求項５記載の熱処理装置。
上記回動機構が、上記熱処理炉の炉口を閉塞する蓋体に設けられた基板保持具用回転機構の回転軸を貫通して昇降移動する昇降軸を回動するように設けられていることを特徴とする請求項８記載の熱処理装置。
上記回動機構が、熱処理炉から搬出された時に一方の保持具構成体を係止して他方の保持具構成体との上下方向の相対的位置関係を復元する係止機構と、該係止機構に係止された他方の保持具構成体に対して一方の保持具構成体を周方向に所定の角度だけ回動させる基板保持具用回転機構とから構成されていることを特徴とする請求項８記載の熱処理装置。