JP2984343B2 - 縦型熱処理装置 - Google Patents

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、縦型熱処理装置に関する。

（従来の技術） 多数枚のウエハを一度に熱処理するバッチ式熱処理は
周知であり、この処理のスループットを向上させるた
め、複数のボートを有し、一方のボートに収容された被
処理体を所定の熱処理を行っている間、他のボートとキ
ャリア間で被処理体を移替えるか、あるいは他の処理用
ボートを待機させる技術は特願平２−45212に記載され
ている。

（発明が解決しようとする課題） かかる縦型熱処理装置においては、待機ウエハボート
は、退避場所に垂直に立設させて退避、収容されるが、
高さが約1m前後あるため地震等の場合、ボートが転倒す
る可能性がある。

一度転倒するとウエハの破壊はもちろん、ウエハに形
成されていた処理膜の粉塵も舞う結果も招き、超クリー
ンルーム内を汚し、他の装置へも影響するなどで大きな
問題となる。

この発明は、このような問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、地震時等においてもボー
トが転倒することのない縦型熱処理装置を提供すること
にある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明は、ウエハの収納さ
れた複数のボートを有しており、 第１のボートを炉内に搬入してウエハに熱処理してい
る期間、 第２のボートを、ウエハ移載部で載置してウエハ移載
を行った後、ボート移載機構によりボート昇降装置の配
置部を経由して載置台に配置し、レールに沿って移動さ
せて収納部に載置させ、 前記第１のボートと前記第２のボートにより連続処理
を可能にした縦型熱処理装置において、 上記ボートが載置される位置の上部に、垂直に設けら
れた当該ボートを係止して揺れを防止する機構を設けた
ことを特徴とする。

（作用） 本発明では、処理中のボート以外のボートの上端の揺
れが防止されるので、地震時等においてもボートの転倒
を防止できる。

また、揺れを防止する機構として、ボートの上端に設
けられた突出片又はボートの上端に設けられた凹部若し
くはボートの側面を支持するよう構成することにより、
簡単かつ確実にボートの揺れを防止することができる。

（実施例） 以下、本発明装置を半導体ウエハの熱処理工程に使用
した一実施例を図面を参照して説明する。

まず、熱処理装置の構成を説明する。

この装置は、たとえば第１図および第２図に示すよう
に、縦型熱処理炉で、軸方向を垂直軸とする反応管１か
ら成る処理部２と、この処理部２に設定可能な基板、た
とえば半導体ウエハ３を板厚方向に複数枚、たとえば10
0〜150枚所定間隔を設けて収納可能なボート４と、この
ボート４を上記反応管１内に搬入出する如く昇降可能な
昇降機構５と、この昇降機構部５が下降した位置とウエ
ハ移替部22とボート載置部42の間で上記ボート４を支持
して移動可能なボート移動機構６と、上記ウエハ３を複
数枚、たとえば25枚単位に収納可能なキャリア７を複数
個設置可能なキャリア設置台８と、キャリア設置台８に
設置されたキャリア７および上記ボート４間でウエハ３
の移替えを行う移載機９と、上記キャリア７をこの装置
と外部の搬送ロボットとの間で受渡しを行う搬入搬出機
構、たとえば搬入搬出ボート10と、この搬入搬出ボート
10および上記キャリア設置台８の間でキャリア７の搬送
を行う搬送機11と反応ガスを供給する処理ガス供給部70
と真空ポンプ等より構成される真空排気部60と熱処理工
程およびウエハ移載等をコントロールするプロセスコン
トロール部50とから構成されている。

上記処理部２には第２図に示すように、耐熱性を有し
処理ガスに対して反応しにくい材質、たとえば石英ガラ
スから成る上面が封止された筒状反応管１が設けられ、
この反応管１内に上記ボート４を設置可能な如くボート
４より大口径で縦長に形成されている。このような反応
管１の周囲には、この反応管１内部を所望する温度、た
とえば600〜1200℃程度に加熱可能な加熱機構、たとえ
ばコイル状ヒータ12が上記反応管１と所定の間隔を設け
て非接触状態で巻回されている。このような反応管１に
は、図示しないが反応管１内壁に沿って下部から上方に
延びたガス供給管が配設されており、処理ガス供給部70
内の図示しないマスフローコントローラ等を介してガス
供給源に接続されている。そして、上記反応管１の下部
には排気管14が接続され、この排気管14には、上記反応
管１内を所望の圧力に減圧および処理ガスを排出可能な
真空排気部60内の真空ポンプ（図示せず）に接続されて
いる。

上記のように構成された処理部２の反応管１内を気密
に設定する如く、反応管１下端部と当接可能な蓋体15が
設けられている。この蓋体15は上記昇降機構５上に載置
され、駆動機構たとえばボールネジ16の駆動によるガイ
ド17に沿った昇降により、上記反応管１下端部との当接
が可能とされている。この蓋体15の上部には、保温筒18
が載置され、さらに、この保温筒18上に耐熱性および耐
腐食性材質、たとえば石英ガラス製のボート４がほぼ垂
直状態で載置可能とされている。

上記ボート移動機構６は、半円環状のアーム19が回転
軸20に軸着し、回転軸20は図示しない移動機構により上
下移動と図示しない回転機構により回転軸20を中心に回
転が可能とされている。ボート移動機構６の回転と上下
移動により上記昇降機構５が下降した位置とウエハ移替
部22とボート載置部42の間で上記ボート４を支持して移
載可能となっている。

上記搬送機11と上述した移載機９は同一基台（図示せ
ず）に搭載され、回転軸に軸着し、ボールネジ（図示せ
ず）の駆動により昇降する。この移載機９の両端にはガ
イドレール36に沿ってスライド移動可能な一対のキャリ
ア支持アーム37a、37bが設けられている。このキャリア
支持アーム37a、37bは互いに平行状態に設けられて連動
駆動するようになっており、このキャリア支持アーム37
a、37bは、図示しない駆動機構、たとえばモータにより
スライド移動可能とされている。

上記キャリア設置台８は、縦方向に複数個、たとえば
４個のキャリア７をそれぞれ載置可能であり、このキャ
リア設置台８および上記移載機９および搬送機11の上方
には、ファン53を備えた、たとえばHEPAフィルターある
いはULPAフィルター等のフィルター54が設けられてお
り、上記ウエハ移替え時にウエハ３上に清浄化されたエ
アーのみを供給することにより、上記ウエハ３の汚染を
防止する構造となっている。

上記ボート載置部42にはボート４の下部と嵌合してこ
のボート４を垂直に保持する載置台44が設けられてお
り、この載置台44は図示しないモータとボールネジの駆
動によりレール46上を平行に移動可能なように構成され
ている。

また、第３図および第４図に示すように、レール46の
端部の上部にはＵ字溝102を有する板100が設けられてい
る。この板100は、望ましくは石英、SiCであり、少なく
ともボート４との接触部は石英、SiCで形成する。

載置台44にボート４が載置され、レール46の端分にま
で送られると、ボート４の上部の突出片104がＵ字溝102
に収納される。

上記ウエハ移替部22には載置台44と同様にボート４を
垂直に保持する載置台24が設けられており、この載置台
24は図示しない移動機構により上下移動可能なように構
成されている。

上記載置台24上部には第４図に示すように、ボート４
の上端部を保持する支持部材26が図示しない移動機構に
より上下移動可能に設けられている。このようにして熱
処理装置が構成されている。

次に、上述した熱処理装置の動作作用、およびウエハ
の移替え方法を説明する。

上記搬入搬出ボート10のキャリア17を、搬送機11によ
りキャリア設置台８に搬送する。次に、上記移載機９の
５枚用の支持機構あるいは１枚用の支持機構により、キ
ャリア７内に収納されているウエハ３を５枚づつ、ある
いは１枚づつ上記ボート４に移替える。この時、必要に
応じてモニタ用ウエハあるいはダミーウエハを移替えて
もよい。この移替えを行うに際し、上記ボート４はウエ
ハ移替部22の載置台24に垂直に保持され、この際置台24
は図示しない上下移動機構により上方へ移動され、また
は、支持部材26が図示しない上下機構により下方へ移動
し、ボート４の上端部が支持部材26によって保持され、
この位置にて移替えが行われる。そして、上記移替えが
終了すると載置台24は上記上下移動機構により下方へ移
動され、または支持部材26が上方へ移動し、ボート４の
上端部は支持部材26より開放された状態となる。

次に、ボート移動機構６が回転しアーム19がボート４
の下部凹部に嵌合される。

第５図に示すように、ボート移動機構６のアーム19を
上方に移動、またはウエハ移替部22の載置台24の図示し
ない上下機構を下方に移動し、ボート４をウエハ移替部
22の載置台24より離脱させる。

次に、アーム19を回転しボート載置部42の上方へボー
ト４を移動し、アーム19を下方へ移動しボート４をボー
ト載置部42へ移載する。

次に、ボート載置部42の載置台44を平行に移動しアー
ム19がボート４から開放される状態とする。

そして、ボート４を載せた載置台44がレール46に沿っ
てレール46の端部まで移動する。この時、ボート４の上
部の突出片104は板100のＵ字溝102に収納される。した
がって、この状態で地震等が生じてもボート４の転倒を
防止できる。

ボート４の上部の突出片104との係合について説明し
たが、ボート４の上部に凹部を形成し、この凹部との係
合またはボート側面の支持など何れでもよい。

次に、反応管１内にあり、所定の熱処理を施されたウ
エハ３を収容する上記説明とは別のボート４は、昇降機
構５により下方に移動される。

第５図に示すように、昇降機構５上の保温筒18に載置
されたボート４の下部凹部にアーム19を回転載置しアー
ムを上方へ移動、または昇降機構５を下方へ移動し保温
筒18からボート４を離脱させる。

このボート４をアーム19の回転によりウエハ移替部22
へ移動し上記と同様の方法により載置台24に載置し、移
載機９により上記とは逆にボート４からキャリア７内に
処理済みのウエハ３を移替える。そして、上述した搬入
搬出ボート10から上記キャリア７を無入搬送車等により
外部に搬送する。

次に、アーム19はボート載置部42へ旋回し待機し、載
置台44上に載置されたボート４がレール46上を移動し、
上記ボート４の下部凹部にアーム19が嵌合される。

アーム19を上方に移動しボート４を載置台から離脱さ
せ、アーム19を回転させ昇降機構５上に載置された保温
筒18上に移動し、ボート４と保温筒18の軸心が一致した
状態でアーム19を下げ、または昇降機構５を上方に移動
し、ボート４を保温筒18に載置し、アーム19をボート載
置部42上方に退避させ昇降機構５を上昇させる。

この上昇により上記蓋体15を反応管１下側部に当接さ
せ、反応管１内部を気密に設定すると同時に、上記ボー
ト４を反応管１内に設置する。そして、ヒータ12により
反応管１内を所望する温度および温度分布で加熱制御
し、この状態で所定の処理ガスをガス供給管（図示せ
ず）から反応管１内に供給し、所定の酸化、拡散、CVD
処理等を施す。

この処理終了後、処理ガスの供給を停止し、必要に応
じて上記反応管１内を不活性ガス、たとえばN₂ガスに置
換した後、上記昇降機構５によりボート４を下降させ処
理が終了する。

以上説明したように、ボート４が待機状態において、
待機中のボート４の上部の突出片は板100のＵ字溝102内
に収納されるので、地震時、作業時においての振動によ
っても、ボート４が転倒することはない。

ボート４を垂直に立てて移送する場合があり、この場
合もポート４の上部を支持して移送すると良い。

なお、本実施例では、レール46の端部にあるボート４
の転倒を防止することとしたが、レール46を搬送中のボ
ート４の上部を支持するようにして転倒を防止したり、
アーム19によって搬送中のボート４の上部を支持してそ
の転倒を防止することもできる。

また、上記実施例においては、被処理体に半導体ウエ
ハを用いたが、これに限定するものではなく、たとえば
液晶ガラス基板やセラミック基板等を処理する装置に適
用してもよいことはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、地震時、作業時
においても、ボートの転倒を防止できる縦型熱処理装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明装置の一実施例を説明する
ための熱処理装置の構成図、第３図および第４図はレー
ル46の端部にあるボート４の正面図および平面図、第５
図はボート移載説明図である。 ３……ウエハ ４……ボート ７……キャリア 100……板 102……Ｕ字溝

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウエハの収納された複数のボートを有して
   おり、 第１のボートを炉内に搬入してウエハに熱処理している
   期間、 第２のボートを、ウエハ移載部で載置してウエハ移載を
   行った後、ボート移載機構によりボート昇降装置の配置
   部を経由して載置台に配置し、レールに沿って移動させ
   て収納部に載置させ、 前記第１のボートと前記第２のボートにより連続処理を
   可能にした縦型熱処理装置において、 上記ボートが載置される位置の上部に、垂直に設けられ
   た当該ボートを係止して揺れを防止する機構を設けたこ
   とを特徴とする縦型熱処理装置。