JP2845580B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱処理装置に関する。

［従来の技術］ 従来から、半導体ウェハや液晶ウェハの製造工程にお
いて、酸化膜、金属膜、単結晶膜等を成膜を行ったり、
不純物拡散等を行う酸化装置、CVD装置、エピタキシャ
ル装置、拡散装置等の熱処理装置がある。これらの熱処
理装置は、反応管を囲繞してコイルヒータを配設し、50
0〜1250℃に加熱して反応管内に配置される半導体ウェ
ハ上に成膜を行なったり、不純物を拡散させている。熱
処理装置内で半導体ウェハのこのような反応を行う際に
は、高温に耐え、しかも高温により不純物が生じない熱
に対して安定性の高い半導体ウェハの支持体が必要であ
り、このような条件を満足する石英ボートが用いられて
いる。熱処理を行うためには、半導体ウェハが収納され
ているキャリアの保管室からキャリアを搬出し、ウェハ
移載装置に搬送し、同じく石英ボートの保管室からウェ
ハ移載装置に搬送された石英ボートに半導体ウェハの移
載を行う。その後、半導体ウェハを載置した石英ボート
は多数設けられた熱処理炉のうちの所望の熱処理炉へ搬
送される。

［発明が解決すべき課題］ このような熱処理装置はクリーンルームに配置される
が、キャリアを収納する保管室は、上面にエアフィルタ
を設け、底面に設けたファンにより積極的にクリーンル
ームのダウンフローを取り入れ、キャリア収納棚を移動
させる駆動機構により発生するゴミ、パーティクルをダ
ウンフローにより除去するようになっていた。しかし、
これらの保管室からキャリアや石英ボートを搬出する搬
送系やキャリアから半導体ウェハを移載された石英ボー
トの搬送系はクリーンルーム内にあっても駆動機構によ
り、ゴミ、パーティクルが生じるものであって、ゴミ、
パーティクルが半導体ウェハに付着すると半導体素子の
歩留りを低下させるという欠点があった。近年特に、半
導体が高集積化を要求されるに伴い、ゴミ、パーティク
ルな重要な問題となって来ており、搬送系における微小
なゴミ、パーティクルと言えども無視できなくなった。

本発明は上記の欠点を解消するためなされたものであ
って、ウェハの移載時、搬送時にゴミ、パーティクルの
付着が生じないクリーンな搬送を行なうことができ、そ
のため高品質なウェハを製造することができる熱処理装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明の熱処理装置は、
ウェハを加熱して処理する熱処理炉と、該熱処理炉内で
ウェハを支持するボートとウェハを収納するキャリアと
の間でウェハの移載を行う移載装置と、ウェハを支持し
たボートを移載装置と熱処理炉との間を搬送するボート
搬送装置とを備えた熱処理装置において、移載装置及び
ボート搬送装置の配置される空間を密閉する外装体と、
該外装体上面に設けられるフィルタと、外装体の側面ま
たは底面に設けられる排気機構とを備え、当該熱処理装
置が配置されるクリーンルームのダウンフローを取得し
て外装体内を清浄空間とする手段を設けたものである。

［作用］ キャリアとボート間で移載する移載装置と、ウェハを
載置したボートを移載装置と熱処理炉間を搬送する搬送
装置が配置される空間に、クリーンルームのダウンフロ
ーを取得し清浄化気流を形成する。そのためウェハの移
載時、搬送時にゴミ、パーティクルが発生してもウェハ
に付着するのを防止することができる。

［実施例］ 本発明の熱処理装置を半導体製造の熱処理装置に適用
した一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示す熱処理装置１は、主に半導体ウェハを収
納したキャリアを多数保管する保管室２と、半導体ウェ
ハを支持するウェハ収納具である熱処理用の石英ボート
を多数保管する保管室３と、これらの保管室２及び３に
隣接して設けられ、保管室２から搬送されたキャリアか
ら石英ボートに半導体ウェハを移載する移載装置４と、
半導体ウェハの熱処理を行う反応装置である複数の例え
ば３台の熱処理炉５と、この熱処理炉５へ移載装置４か
ら未処理の半導体ウェハを支持した石英ボートを搬送し
たりあるいは熱処理済の半導体ウェハを熱処理炉５から
移載装置４へ搬送を行うウェハ収納具搬送装置であるボ
ート搬送装置６とから成っている。熱処理装置１を構成
するキャリアを保管する保管室２は、多段の棚７を備
え、可動機構８に設けられた図示しないキャリア移載機
により複数のキャリア例えば６個のキャリアを一度に棚
７に載置されるようになっている。また、ボートを保管
する保管室３は例えば170枚の複数の半導体ウェハを水
平に収納可能なウェハ収納具であるボート11を長手方向
を垂直にして保管し、ボート11を移載装置４に搬送する
図示しないボート搬送装置と、ボート搬送装置にボート
を移載する図示しないボート移載装置とを備えている。
これらの保管室２及び３はそれぞれ密閉される外装体12
が設けられ、外装体12の上面には気体清浄化フィルタ13
が取着され、図示しないファンによりクリーンルームの
ダウンフローを積極的に取り入れるようになっている。

これらの保管室２及び３に隣接されて設けられる移載
装置４は第２図に示すように、１つのキャリア10に収納
された全半導体ウェハＷを上昇して同時に支持する上下
駆動機構14に接続された支持体15が備えられる。支持体
15により上昇支持された半導体ウェハＷを左右から挟持
する挟持体16が水平及び垂直駆動機構17に接続されて設
けられ、ボート11上に移載するようになっている。これ
らを備えた移載装置４は外装体18により密閉され、熱処
理装置１が配置されるクリーンルームから移載空間Ｋを
隔離して設けられる。外装体18は塩ビやアクリル板等の
滞電防止プラスチック材で形成され、内部が観察できる
ように透明になっている。外装体18の上面にはエアフィ
ルタ19が設けられ、エアフィルタ19は0.1μφの粒子ま
で除去できるものである。外装体18で被われ、上面にエ
アフィルタ19を取着した移載装置４は、第３図に示すよ
うに側面及び底面に排気機構例えばファン20を備え、外
装体18に被われた移載装置４内に積極的に清浄空気流Ａ
を取り込むようになっている。

このような移載装置４で半導体ウェハＷを満載したボ
ート11が水平支持から垂直支持に変換するボート回転装
置21が設けられる。ボート回転装置21は、水平駆動機構
22、垂直駆動機構23及び回転駆動機構24に接続され、ボ
ート11を支持する嵌合部25を有し、ボート11を固定支持
して回転することによりボート11を水平支持から垂直支
持に変換するようになっている。

さらにボート回転装置21によりボート11の受渡しが行
われるボート搬送装置６は搬送手段である搬送路26及び
搬送路26上を移動するステージ27に載置されたボート載
置台28を備える。ボート搬送装置６は搬送路26上の空間
K1全体を密閉して被う外装体29を備え、上面にはエアフ
ィルタ30が複数設けられる。この外装体29及びエアフィ
ルタ30は移載装置４の材質と同様であり、第４図に示す
ように外装体29の底面及び側面にファン31を設け、エア
フィルタ30からクリーンリームのダウンフローを積極的
に取り入れる清浄化気体流Ｂを形成する手段を成してい
る。

熱処理路５は処理部31及び搬送部32から成り、搬送部
32はボート搬送装置６により搬送されたボート11をボー
ト載置台28から受取るロボットアーム33と、ロボットア
ーム33が回転してボート11を受け渡される上下駆動機構
34を備えている。上下駆動機構34は図示しない反応管の
ヒータ等が装備された処理部31にボート11を挿入するよ
うになっている。

このような構成の熱処理装置１の動作を説明する。

保管室２に収納された所望の複数のキャリア10を図示
しない搬送装置により移載装置４に搬入する。一方、保
管室３から１つのボート11を搬送系により移載装置４の
移載位置まで搬送する。この時移載装置４の底面及び側
面に設けられたファン20を駆動させて上面のエアフィル
タ19を介して清浄空気流Ａを取り入れる。清浄空気流Ａ
は外装体18により移載装置４内がクリーンルームから隔
離されているため、効率よく移載空間Ｋを流れる。この
清浄空気流域において、支持体15が上下駆動機構14によ
り上昇され、１つのキャリア10内に収納されている全て
の半導体ウェハＷを一括して上昇させる。上昇された半
導体ウェハＷを駆動機構17によりその位置まで水平移動
された挟持体16が左右から挟持し支持する。支持体15は
上下駆動機構14により下降し、挟持体16は駆動機構17に
よりボート11上に水平移動した後、下降して半導体ウェ
ハＷをボート11に載置させる。そして挟持体が開いて半
導体ウェハＷの挟持を解除し上昇して次のキャリア２の
位置に移動する。以下、順次キャリアについて上記の動
作を反復し、半導体ウェハＷをボート11に移載する。

半導体ウェハＷを支持したボート11は水平駆動機構22
によりボート11の位置まで移動されたボート回転装置21
の嵌合部25により挟持され、さらに水平駆動機構22によ
り所定の位置に移動されたボート回転装置21の回転駆動
機構24により水平支持から垂直支持にされる。ボート回
転装置21はさらに垂直駆動機構23により下降され、垂直
支持したボート11をボート搬送装置６のボート載置位置
に載置する。この時ボート搬送装置６のファン31を作動
させ、エアフィルタ30からクリーンルームのダウンフロ
ーを積極的に取り入れ、空間K1に清浄化気体流Ｂを形成
する。ボート搬送装置６は所望の熱処理炉７の前まで搬
送路26に沿ってボート11を搬送し、ステージ27により熱
処理炉５のロボットアーム33の位置に移動する。そして
ロボットアーム33に受渡されたボート11は上下駆動機構
34により上昇されて処理部31に挿入される。

熱処理終了後は前述の動作を逆進させて、処理済の半
導体ウェハ８を載置したボート11は保管室３内に収納さ
れる。ここで常温になるまで半導体ウェハは冷却される
ため、加熱処理が終了した後熱処理装置内に長時間配置
されることなく直ちに次の処理を行うことができ、効率
的に順次熱処理を済ませる。

本発明は、半導体ウェハに限らず液晶ウェハを収納す
るボート搬送装置にも適用することができる。また、ウ
ェハ収納具は石英ボートに限らずウェハを収納するキャ
リアであってもよい。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように本発明の熱処理装置
は、外装体を備え、ウェハ収納具の搬送される空間にク
リーンルームのダウンフローを取り入れることにより、
清浄化気流を積極的に形成するようにしたため、移載
時、搬送時に発生する微小なゴミ、パーティクルを速か
に除去でき、ウェハを常に非常にクリーンな雰囲気に維
持できる。そのためゴミ、パーティクル付着のためウェ
ハの歩留りを低下させることなく、品質の向上を計るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を熱処理装置に適用した一実施例の斜視
図、第２図、第３図及び第４図は第１図に示す一実施例
の要部を示す図である。 ６……ボート搬送装置（ウェハ収納具搬送装置） 11……ボート（ウェハ収納具） 26……搬送路（搬送手段） 28……載置台 29……外装体（気流形成手段） 30……エアフィルタ（気流形成手段） 31……ファン（気流形成手段） Ｗ……半導体ウェハ Ｂ……清浄化気体流 K1……空間

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェハを加熱して処理する熱処理炉と、該
   熱処理炉内で前記ウェハを支持するボートと前記ウェハ
   を収納するキャリアとの間で前記ウェハの移載を行う移
   載装置と、前記ウェハを支持した前記ボートを前記移載
   装置と前記熱処理炉との間を搬送するボート搬送装置と
   を備えた熱処理装置において、前記移載装置及び前記ボ
   ート搬送装置の配置される空間を密閉する外装体と、該
   外装体上面に設けられるフィルタと、前記外装体の側面
   または底面に設けられる排気機構とを備え、当該熱処理
   装置が配置されるクリーンルームのダウンフローを取得
   して前記外装体内を清浄空間とする手段を設けたことを
   特徴とする熱処理装置。