JP2592310B2

JP2592310B2 - 処理装置

Info

Publication number: JP2592310B2
Application number: JP63260249A
Authority: JP
Inventors: 宏幸成田; 進杉野; 和良小林
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-11-24
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1997-03-19
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: JPH01243415A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、処理装置に関する。

（従来の技術）半導体の製造工程例えば酸化工程，拡散工程（difusi
on）,CVD工程（Chemical Vaper Deposition），アニー
ル工程（annealing）を行なう際には、熱処理炉が用い
られる。この熱処理炉内には、複数枚例えば150枚の半
導体ウエハを搭載した石英ボートを搬入手段例えばソフ
トランディング技術（特開昭58−62489号）により上記
炉内に搬入し、予め定められた位置に設定して熱処理を
行なっている。この熱処理を行なう際、炉内の長手方向
の一端側に設けられたガス流出口から処理ガス（proces
s Gas）を排出す（exthaust）するため、上記石英ボー
ト（Quorts Boat）上のガス流出口側に搭載されている
ウエハに直接上記処理ガスが当たり、また、その他の位
置例えば石英ボート上の両端に搭載されているウエハに
は上記処理ガスは直接当たらないガスの乱流が生ずる。
そのため、この両端側に搭載されているウエハと上記一
端側に搭載されているウエハとでは、処理速度や膜厚等
が異なり一括処理したにもかかわらず均一性が悪くな
る。そのため、この点を改善する手段として前工程から
ウエハキャリア内に搬入されてきた半導体ウエハ熱処理
用の石英ボートに移換え装置により移換える際に、上記
石英ボートの上記乱流の生ずる両端側に各々複数枚のダ
ミーウエハを例えば15枚ずつ搭載している。即ち、上記
乱流の生ずる両端に15枚のダミーウエハを設け、整流状
態の中間部に被処理体である半導体ウエハを例えば150
枚搭載している。換言すれぼ、この石英ボートにおいて
は180枚のウエハが搭載可能となっているため、両端に
各15枚ずつのダミーウエハ（damy wafer）を搭載した場
合、中間部には150枚のウエハが搭載可能となる。

従来このダミーウエハ及び被処理ウエハの移換えの
際、このダミーウエハの枚数及び搭載位置は予め熱処理
ソフトウエア（sofr ware）と同様にROM（read only me
mory）内に記憶されている。この記憶されているダミー
ウエハの枚数どうり、オペレーター（operator）が搭載
している。そして、上記記憶しているダミーウエハ搭載
位置を避けた位置である上記ダミーウエハの中間部に、
搭載可能な枚数の範囲で被処理ウエハを自動的に移換え
ていた。また、一台の熱処理装置には通常熱処理炉が４
炉有し、この４炉の炉内に夫々対応する石英ボートを搬
送していた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記銃の技術では、石英ボート上に設定
するダミーウエハの枚数及び搭載位置を予め定めてROM
に記憶するため、途中でこのダミーウエハ枚数を設定変
更する場合、ROMの焼き付けのやり直しやROMの交換等非
常に手間のかかる作業となっていた。また、一台の熱処
理装置に設けられている４炉において、各々の炉の処理
条件が異なる場合があり、この処理条件によってもダミ
ーウエハの枚数を換えたい場合がある。この各処理部の
枚数設定手段としては、ソフトウエアにより予め定めて
これをROMに記憶するが、この枚数を設定変更する場合
も上記と同様に非常に手間がかかると同時に製造オペレ
ーターでは変更不可能という問題があった。

また、上記ROMの焼き付けのやり直しやROMの交換等の
間、移換え装置を停止していなければならず、この移換
え装置から次工程の熱処理装置へウエハを搭載した石英
ボートを搬送することができず、そのためスループット
（throu put）が低下してしまうという問題点があっ
た。

本発明は上記点に対処してなされたもので、ダミーウ
エハの枚数の変更を容易とすることにより作業効率の向
上を可能とした処理装置を提供しようとするものであ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）請求項１の発明は、被処理ウエハを収納した処理用ボ
ートを処理部に搬入して処理する処理装置において、上
記処理部の処理条件に応じてダミーウエハの枚数を予め
オペレータにより設定するための操作手段と、この操作
手段により設定されたダミーウエハの枚数と上記処理用
ボードのウエハ収納容量とに基づいて処理用ボート上に
搭載可能な被処理ウエハの枚数を自動的に求める手段
と、これら手段により設定されたダミーウエハの枚数及
び被処理ウエハの枚数に基づいて処理用ボートへのウエ
ハの移換えを自動的に実行する手段とを設けたことを特
徴とする。

請求項２の発明は、被処理ウエハを収納した処理用ボ
ートを処理部に搬入して処理する処理装置において、上
記処理部の処理条件に応じてダミーウエハの枚数及び処
理用ボート上におけるダミーウエハの搭載位置を予めオ
ペレータにより設定するための操作手段と、この操作手
段により設定されたダミーウエハの枚数と上記処理用ボ
ートのウエハ収納容量とに基づいて処理用ボート上に搭
載可能な被処理ウエハの枚数を自動的に求める手段と、
これら手段により設定されたダミーウエハの枚数、ダミ
ーウエハの搭載位置及び被処理ウエハの枚数に基づいて
処理用ボートへのウエハの移換えを自動的に実行する手
段とを設けたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の発明にお
いて、処理部は複数設けられ、ダミーウエハの枚数は、
処理部毎に設定変更自在であることを特徴とする。

（作用効果）処理内容の異なるボートに応じてダミーウエハの枚数
を予め設定し、被処理ウエハ枚数を自動的に変更する手
段を設けたことにより、上記ダミーウエハの枚数変更を
容易に行なうことができ、半導体製造工程の理想である
自動化に対応することが可能となる。

また、ダミーウエハの枚数を処理部に応じて設定変更
自在とすることにより、作業効率を向上させ、短時間で
上記設定変更ができ、その結果装置の稼働時間を長く
し、スループットの向上が可能となる。

（実施例）以下、本発明装置を熱処理装置に適用した一実施例に
つき、図面を参照して説明する。

熱処理装置は熱処理用ボートへウエハを自動的に移換
える機構と、ウエハを移載したボート熱処理炉へ搬入す
る機構と、熱処理炉と、熱旅済ボートを搬出する機構
と、処理済ウエハをカセットに移換える機構からなる。

まず、移換え機構について説明する。

半導体ウエハ（１）を通常の工程間を搬送するウエハ
カセット（２）から熱処理用例えば石英製のボート
（３）に移換える機構を第１図に示す。ウエハ移換え装
置は特開昭54−34774号，特開昭62−69633号，実開昭61
−27640号などで周知である。

即ち上記カセット（２）は複数枚例えば25枚の半導体
ウエハ（１）が収納可能である。この収納構造はウエハ
（１）の板厚方向に所定間隔をおいて縦列状に収納可能
な構造になっている。このカセット（２）は複数個載置
可能に載置台（５）が設けられている。この載置台
（５）は、レール（６）に沿ってスライド移動するスラ
イド機構（７）に固定されている。この載置台（５）は
ウエハカセット（２）搭載位置とウエハ受け渡し位置間
を搬送可能になっている。この載置台（５）のウエハカ
セット（２）載置部には25枚のウエハを押し上げるため
のウエハ押し上げ部（８）に通過可能な貫通孔が設けら
れている。この押し上げ部（８）は昇降機構（９）によ
り上記載置台（５）より高い位置及び低い位置に上下動
自在と成っている。この押し上げ部（８）の上面は、上
記ウエハカセット（２）に収納された複数のウエハ
（１）と係合する位置に複数の溝が形成されている。こ
の各溝は、ウエハ（１）を上下から押し上げ挿入状態で
横方向に倒れない程度の安定した深さに設定されてい
る。また、上記押し上げ部（８）を、各溝にセンサーを
設けてウエハカセット（２）に収納されているウエハ
（１）の位置及び枚数を検知できるウエハカウンター付
き構造に構成すると、ウエハ（１）有無の監視も同時に
行なうことができる。この押し上げ部（８）で上記ウエ
ハカセット（２）に収納されている複数枚のウエハ
（１）をウエハカセット（２）より上方に押し上げ、予
め定められた（１′）の位置に設定した時、これら25枚
のウエハ列を狭持する２枚の支持板（10）が図示しない
ロボット機構により制御される如く配置されている。上
記支持板（10）は25枚のウエハ列に対応した間隔で溝列
が設けられている。上記支持板（10）の対は、熱処理用
石英ボート（３）上方へ移動させ移換え可能に構成され
ている。この石英ボート（３）はレール（12）上に設け
られた搬送機構（13）上に設けられた載置台（11）上に
設けられている。また、処理装置である熱処理部は４炉
が設けられている。この４つの処理部で同時処理が可能
となっている。この各炉は例えばシリコンエピタキシャ
ル炉，拡散炉，酸化炉，加熱炉などが設けられている。
これらいずれの炉へローディンクするボートであるかに
よって処理条件が異なりダミーウエハ（14）の枚数や搬
入位置が異なる。従って図示しない操作パネル等から各
炉単位で処理プログラムを入力可能となっている。ま
た、この各炉単位で入力されたダミーウエハ（14）の枚
数から、石英ボート（３）上に搭載される移換え被処理
ウエハ（１）の搭載可能な枚数を判断する手段が設けら
れている。このようにしてウエハ移換え装置（４）が構
成されている。

次に、ボート搬送機構および熱処理炉について説明す
る。

上記のようにして熱処理ボートにダミーウエハおよび
被熱処理ウエハを移換えたのち、上記熱処理ボートを熱
処理炉内に搬入する。この搬入状態例は特開昭61−2244
30号に示されている。

即ち、石英製のフォークに、上記熱処理用ボートを載
置し、ソフトランディング技術により熱処理炉内に搬入
する。この熱処理炉は横型炉であり、この横型炉が垂直
方向に例えば４階建に構成される。夫々の炉は独立に処
理を実行できる。

次に、半導体ウエハの移換え動作を説明する。

まず、４炉の処理部で被処理半導体ウエハ（１）の熱
処理を行なう各処理条件例えば成膜，拡散，加熱などの
処理内容に基づき、石英ボート（３）上の例えば両端側
即ち一端側と他端側に搭載するダミーウエハ（14）の枚
数を設定し、この枚数をオペレータ等により予め処理装
置（４）の図示しない操作パネル等から入力する。これ
ら各炉のダミーウエハ（14）の枚数設定は、処理内容の
異なる石英ボート（３）単位即ち４炉の処理単位に設定
可能である。例えば各処理炉に対応したダミーウエハ
（14）の枚数及び設定位置の指定を可能とする。この時
の上記ダミーウエハ（14）枚数の設定変更が可能な手段
としては、上記操作パネルの設定変更スイッチ等から入
力して記憶機構例えばEPROM（Erasable and Programabl
e Read Only Memory）や、バックアップ電源付きのRAM
（Rondom Access Memory）等に記憶して必要に応じて読
み出すか、又は、設定変更自在なスイッチに所望するダ
ミーウエハ（14）枚数を設定し、これを必要に応じて読
み取る方法でもよい。

次に、上記移換え装置（４）を稼働させて、搬送機構
（13）を上記搭載位置までレール（12）に沿って移動さ
せる。この搭載位置で、上記搬送機構（13）に設けられ
ている載置台（11）上に石英ボート（３）を搭載する。
この石英ボート（３）を載置台（11）上で位置決めす
る。さらに、載置台（５）上に被処理ウエハを収納した
カセットおよびダミーウエハを収納したカセットを位置
決め載置する。予め設定されたダミーウエハ（14）の枚
数に従って第２図に示すように石英ボート（３）の両端
側例えば一端側に15枚、他端側に15枚のダミーウエハを
自動搭載又はオペレーターによりマニュアル搭載する。
この時、上記一端側のダミーウエハ（14）と他端側のダ
ミーウエハ（14）の中間部（15）には、例えば後に被処
理半導体ウエハ（１）を搭載するため、この搭載するウ
エハ（１）枚数分開けた位置に夫々上記ダミーウエハ
（14）を最初に搭載する。このダミーウエハ（14）の搭
載動作中、他方のスライド機構（７）はウエハカセット
（２）搭載位置に設置する。位置決めされた載置台
（５）上に被処理ウエハが収納された複数のウエハカセ
ット（２）を搭載する動作を同時に進行する。ウエハカ
セット（２）搭載後、搬送機構（７）を受け渡し位置へ
移動する。その後、押し上げ部（８）を昇降機構（９）
の駆動で上昇する。即ち、上記ウエハカセット（２）内
に収納されている25枚のウエハ（１）は、押し上げ部
（８）の上面に形成された各ウエハ（１）に係合する複
数の溝に挿入され、上記押し上げ部（８）の上昇により
ウエハカセット（２）より上方即ち（１′）の位置へ押
し上げる。その押し上げたウエハ（１）は、上記押し上
げ部（８）の各溝に設けられたセンサー例えば透過型セ
ンサー（図示せず）により各ウエハ（１）の位置及び枚
数を検知し、この位置及び枚数から、移換え機構に接続
した２の支持板（10）で上記複数枚のウエハ（１）を挟
持する位置を判断して、この支持板（10）の所望する位
置で挟持する。この場合、上記押し上げ部（８）にウエ
ハカウンター機能を持たせ、複数枚のウエハ（１）を押
し上げながら位置及び枚数の検知を行なうことができ
る。上記ウエハカウンタについて押し上げ部（８）にウ
エハカウンター機能を持たせず、単に押し上げ機能のみ
とし、上記載置台（５）のウエハカセット（２）搭載方
向と平行状態に上記押し上げ部（８）に並設してウエハ
カウンターを設けて、先にこのウエハカウンターで先頭
のウエハカセット（２）内に収納されているウエハ
（１）の位置及び枚数を検知して、これを押し上げ部
（８）により押し上げて上記支持板（10）の所望する挟
持位置で挟持している間に上記ウエハカウンターは次の
ウエハカセットに収納されているウエハの検知を行なう
ように構成しても同様な効果が得られる。

次に、２枚の支持板（10）で、挟持した被処理ウエハ
を石英ボート（３）のダミーウエハ（14）配列間上方に
移動する。そして、この複数枚のウエハ（１′）を挟持
した支持板（10）を下降させて石英ボート（３）上のダ
ミーウエハ（14）の搭載位置以外である中間部（15）に
１回25枚のウエハ（１′）を６回移換え150枚搭載す
る。このウエハ（１）搭載動作は、各処理単位で入力さ
れたダミーウエハ（14）枚数から、石英ボート（３）上
に搭載される移換える被処理ウエハ（１）の搭載可能な
枚数を判断する手段で、搭載できるウエハ（１）の枚数
を算出して上記ダミーウエハ（14）搭載位置以外の位置
へ搭載する。この時、搭載するウエハ（１）の枚数に応
じて上記移換え機構の上記動作を繰り返して、所望のウ
エハ枚数を搭載する。そして、このウエハ（１′）及び
ダミーウエハ（14）を搭載した石英ボート（３）を搬送
機構（13）の移動により受け渡し位置に搬送する。この
石英ボート（３）をボートローディング用フォーク上に
載置しソフトランディング技術等により反応炉内に搬送
して例えば熱処理を行なう。この熱処理の際、高温気密
状態で上記ウエハ（１）配列方向の一端側から処理ガス
を供給する。この時処理ガスが反応炉の一端側から他端
側に向かって流れるため、この処理ガスの流れの影響
で、石英ボート（３）の端部に配置されているダミーウ
エハと中間部に配置されている被処理ウエハとでは上記
処理ガスの供給量に変動がある。即ち、上記のように石
英ボート（３）の両端側に各複数枚の、半導体素子を製
造する目的ではないダミーウエハ（14）を搭載する。こ
のダミーウエハ（14）の各端部において乱れたガスが流
れる。従ってガスの流し方温度などの条件によりダミー
ウエハ枚数は、処理内容等により適宜変化する。

上記したように、ダミーウエハ（14）の枚数を例えば
操作パネル等から設定し、この枚数に基づいてダミーウ
エハ（14）の搭載を行なう。各反応炉の処理内容が異な
ることが多いので、上記ダミーウエハ（14）の枚数設定
は、各処理部に対応する石英ボート（３）に対して設定
自在となっている。このような移換え及び熱処理を連続
的に行なうが、予め設定した石英ボート（３）に搭載す
るダミーウエハ（14）の枚数を設定変更する場合、処理
装置（４）の図示しない操作パネルから処理内容の異な
る石英ボート（３）単位即ち４箇所の処理部単位で変更
する。この時、ダミーウエハ（14）枚数の設定変更自在
な記憶機構又は、設定変更自在なスイッチを使用してい
るため、設定変更が迅速に行なえ、装置の稼働時間を長
くすることができる。即ち、第１の炉で熱処理が終了し
たのち、ボートをアンロードし、第２の炉に適合したウ
エハの移換えを行ったのち、第２の反応炉にローディン
グする。

上記実施例では、石英ボートに搭載するダミーウエハ
の枚数を設定変更自在な手段に設定・記憶する実施例に
ついて説明したが、被処理ウエハ枚数の設定・記憶、或
いはダミーウエハと被処理ウエハ両方の枚数の設定・記
憶でも同様に行なうことができる。

上記実施例では、横型炉の例について説明したが、縦
型炉でもよいし、熱処理炉に限らず他の処理例えばリン
サドライヤなど他の処理に適用してもよい。

以上述べたようにこの実施例によれば、処理内容の異
なるボートに応じて設定或いは変更されたダミーウエハ
の枚数から、移換え被処理ウエハ枚数を自動的に変更す
る手段を設けたことにより、上記ダミーウエハの枚数変
更を容易に行なうことができ、半導体構造工程の理想で
ある自動化に対応することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するための処理装
置の構造図、第２図は第１図の石英ボートに搭載するダ
ミーウエハの説明図である。１……ウエハ、３……石英ボート、４……処理装置、10……支持板、 14……ダミーウエハ、15……中間部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理ウエハを収納した処理用ボートを処
理部に搬入して処理する処理装置において、上記処理部
の処理条件に応じてダミーウエハの枚数を予めオペレー
タにより設定するための操作手段と、この操作手段によ
り設定されたダミーウエハの枚数と上記処理用ボートの
ウエハ収納容量とに基づいて処理用ボート上に搭載可能
な被処理ウエハの枚数を自動的に求める手段と、これら
手段により設定されたダミーウエハの枚数及び被処理ウ
エハの枚数に基づいて処理用ボートへのウエハの移換え
を自動的に実行する手段とを設けたことを特徴とする処
理装置。
【請求項２】被処理ウエハを収納した被処理ボートを処
理部に搬入して処理する処理装置において、上記処理部
の処理条件に応じてダミーウエハの枚数及び処理用ボー
ト上におけるダミーウエハの搭載位置を予めオペレータ
により設定するための操作手段と、この操作手段により
設定されたダミーウエハの枚数と上記処理用ボートのウ
エハ収納容量とに基づいて処理用ボート上に搭載可能な
被処理ウエハの枚数を自動的に求める手段と、これら手
段により設定されたダミーウエハの枚数、ダミーウエハ
の搭載位置及び被処理ウエハの枚数に基づいて処理用ボ
ートへのウエハの移換えを自動的に実行する手段とを設
けたことを特徴とする処理装置。
【請求項３】処理部は複数設けられ、ダミーウエハの枚
数は、処理部毎に設定変更自在であることを特徴とする
請求項１または２記載の処理装置。