JP3080397B2 - 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） 一般に、熱処理装置は半導体デバイスの製造工程にお
ける熱拡散工程や成膜工程で使用される。このような熱
処理装置として、近年、無塵化および省スペース化等を
図ることのできる縦型熱処理装置が用いられるようにな
ってきた。

すなわち、このような縦型熱処理装置では、円筒状に
形成されたヒータは、筐体内に設けられたベースプレー
ト上にほぼ垂直に固定されている。そして、このヒータ
の内側に耐熱性材料例えば石英等からなり、円筒状に形
成されたプロセスチューブがほぼ垂直に設けられてい
る。なお、ヒータとプロセスチューブとの間には、必要
に応じて均熱管等が配置される。

上記ヒータをベースプレート上に固定する固定機構と
しては、例えば複数の固定用ボルトが用いられており、
また、ヒータをベースプレート上にほぼ垂直に固定する
ための位置調整機構のレベリング機構としても同様に複
数のレベリング用ボルトが用いられている。

すなわち、例えばヒータの底部には板状のフランジが
形成されており、このフランジには四隅にそれぞれ固定
用ボルト挿入孔およびレベリング用ボルト挿入孔が設け
られている。そして、例えば筐体の一側面、例えば後側
に設けられたメンテナンス用開口から筐体内にヒータを
挿入してベースプレート上に載置し、この後固定用ボル
トおよびレベリング用ボルトをフランジ上部から挿入
し、これらの固定用ボルトおよびレベリング用ボルトを
フランジ上側から操作して、固定およびレベリングを実
施するように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、例えば５インチから６インチ、６イン
チから８インチへと、近年半導体ウエハは大口径化され
る傾向にあり、これに伴って縦型熱処理装置においては
プロセスチューブやヒータ等の径も大口径化される傾向
にある。このため、例えば筐体の奥行等も長くなる傾向
にあり、上記説明の従来の縦型熱処理装置では、この縦
型熱処理装置の一側面側から固定用ボルトおよびレベリ
ング用ボルト等の操作が非常に困難であるという問題が
あった。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、ヒータのベースプレートへの固定およびレベリング
等を容易に行うことのできる縦型熱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） すなわち本発明の縦型熱処理装置は、円筒状に形成さ
れ、筐体内に設けられたベースプレート上にほぼ垂直に
固定された筒状ヒータと、このヒータの内側に設けられ
たプロセスチューブとを具備した縦型熱処理装置におい
て、前記ヒータを前記ベースプレートへ固定するための
固定機構を、前記ベースプレートの下方から挿入された
複数の固定用ボルトから構成するとともに、前記ヒータ
をレベリングするためのレベリング機構を、前記ベース
プレートの下方から挿入された複数のレベリング用ボル
トから構成し、前記レベリング用ボルトを前記ベースプ
レートの下側から操作して前記ヒータのレベリングを行
った後、前記固定用ボルトを前記ベースプレートの下側
から操作して前記ヒータを前記ベースプレートへ固定可
能に構成したことを特徴とする。

また、請求項２の縦型熱処理装置は、請求項１記載に
おいて、前記レベリング用ボルトと前記ヒータの当接部
に第１の絶縁部材を介在させるとともに、前記固定用ボ
ルトと前記ベースプレートの当接部に第２の絶縁部材を
介在させたことを特徴とする。

（作用） 上記構成の本発明の縦型熱処理装置では、障害物とな
る構造物の少ないベースプレート下側から、ヒータをベ
ースプレートへ固定するための固定機構およびヒータを
レベリングするためのレベリング機構を操作することが
できる。

したがって、従来に較べてヒータのベースプレートへ
の固定およびレベリング等を容易に行うことができる。

（実施例） 以下、本発明を８インチ径の半導体ウエハに対応する
ことのできる縦型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図に示すように、筐体１は、例えば鉄板等からほ
ぼ矩形状に形成されており、この筐体１内の所定高さ位
置には、ほぼ水平にベースプレート２が設けられてい
る。

このベースプレート２上には、円筒状に形成され、下
端部にフランジ４を設けられた例えば重量120kgのヒー
タ３がほぼ垂直に設けられている。すなわち、第２図、
第３図にも示すように、ベースプレート２の四隅には、
それぞれベースプレート２の下方から挿入された合計４
本のレベリング用ボルト５が螺合するねじ穴5aが設けら
れており、フランジ４がこれらのレベリング用ボルト５
上に載置される如くヒータ３が設けられている。そし
て、ベースプレート２の下方から挿入された複数例えば
４本の固定用ボルト６によってレベリングを行った後ベ
ースプレート２とフランジ４を固定するように構成され
ている。なお、上記レベリング用ボルト５は直径例えば
20mm、固定用ボルト６は直径例えば10mmに設定されてい
る。

また、第３図に示すように、フランジ４のレベリング
用ボルト５が当接される位置には、レベリング用ボルト
５より小径な円孔７が設けられており、この円孔７に
は、絶縁性であって表面が滑らかで滑りやすい材料、例
えばポリフッ化エチレン系樹脂等からなる絶縁部材８が
設けられている。そして、レベリング用ボルト５の上に
載置された金属例えばステンレススチールからなる皿状
部材９の上面に形成された凸部10が上記円孔７内に設け
られた上記絶縁部材８内に遊挿されるよう構成されてい
る。

さらに、固定用ボルト６が挿入されるベースプレート
２の円孔11は、固定用ボルト６が遊挿される如く、固定
用ボルト６の径より大径に設定されており、この円孔11
にも固定用ボルト６との接触部位を被覆する如く例えば
ポリフッ化エチレン系樹脂等からなる絶縁部材12が設け
られている。

このような構成とすることにより、ベースプレート２
に対して120kgと重いヒータ３が水平方向に人の力で容
易に動かすことができるため、水平方向の位置微調整を
簡単にすることができ、またヒータ３の垂直軸調整を容
易にすることができる。また、万一ヒータ３に漏電等が
生じた場合でも、レベリング用ボルト５および固定用ボ
ルト６を介して筐体１に電気が伝わることを防止するこ
とができる。

なお、ヒータ３の内側には、耐熱性材質例えば石英等
からなり、円筒状に形成されたプロセスチューブおよび
このプロセスチューブを囲繞する如く設けられた均熱管
（いずれも図示せず）等が設けられ、熱処理炉が構成さ
れる。

また、第４図に示すように、ヒータ３（熱処理炉）の
下部には、被処理物である半導体ウエハ（図示せず）が
載置されたウエハボート20を熱処理炉内にロード・アン
ロードするための上下動機構としてボートエレベータ21
が設けられている。

一方、上記筐体１の前面には、開口部22が設けられて
おり、ここから筐体１内に被処理物である半導体ウエハ
（図示せず）を収容したウエハカセット23を搬入・搬出
可能に構成されている。

本実施例の場合、この開口部22には、一度に２つのウ
エハカセット23をほぼ水平な状態（半導体ウエハが垂直
な状態）に載置可能に構成されたキャリアIOポート24が
設けられており、キャリアIOポート24の後方には、ウエ
ハカセット23を搬送するためのキャリアトランスファ25
が設けられている。なお、キャリアIOポート24には、オ
リエンテーションフラットを利用してウエハカセット23
内の半導体ウエハを所定方向に整列させるウエハ整列機
構（図示せず）と、ウエハカセット23を回転させて水平
−垂直変換する水平−垂直変換機構（図示せず）が設け
られている。

また、上記キャリアトランスファ25の後方には、上部
に棚状に複数のウエハカセット23を収容可能に構成され
たキャリアステージ26、下部にトランスファステージ27
が設けられており、トランスファステージ27の後方には
半導体ウエハの移載を行うウエトランスファ28が設けら
れている。

上記トランスファステージ27は、例えば２つのウエハ
カセット23を正確に位置決めした状態で収容可能に構成
されており、このトランスファステージ27に収容したウ
エハカセット23と、ボートエレベータ21上に設けられた
ウエハボート20との間で、ウエハトランスファ28により
半導体ウエハの移載を行うよう構成されている。

上記構成の本実施例の縦型熱処理装置では、筐体１の
一部例えば後面が開閉自在に構成されており、ここから
予め絶縁部材８がフランジ４に嵌合されたヒータ３を挿
入してベースプレート２上に載置する。そして、ベース
プレート２の下側からレベリング用ボルト５の先端部に
皿状部材９を載置して、上記レベリング用ボルト５を操
作して絶縁部材８と皿状部材９を第３図の如く嵌合さ
せ、ヒータ３をレベリング用ボルト５を調整することに
よりほぼ垂直に設定し、この後ベースプレート２の下側
から固定用ボルト６を締め付けてヒータ３を固定する。
ねじ穴5aの穴径が大きいため、このねじ穴5aから皿状部
材９を容易にレベリング用ボルト５に載置してレベリン
グ調整をすることができる。

従って、ヒータ３下方の広い空間から上記操作を実施
することができ、例えばレベリング用ボルト５や固定用
ボルト６を上側から操作する場合に較べて容易に操作を
行うことができる。特に、本実施例では、８インチ径の
半導体ウエハに対応するためにヒータ３が大型となり、
このため、上側から操作した場合、特に作業員から見て
奥側のレベリング用ボルト５や固定用ボルト６が操作し
難くなるが、本実施例では、ベースプレート２の下側か
らレベリング用ボルト５、固定用ボルト６を容易に操作
することができる。このように、下側からレベリング調
整を可能にしたことは、縦型熱処理炉の下方空間にロー
ダ・アンローダ系を配設するため、メンテナンスの操作
において、オペレータが踏み台に乗ることなく操作でき
るため、極めて有効である。なお、ベースプレート２と
筐体１との接続部にも、図示しない固定機構およびレベ
リング機構が設けられているが、これらもベースプレー
ト２の下側から操作できるよう構成されている。したが
ってヒータ３を取り付けた後でもこれらを操作できるよ
うになっている。ボルト５、６は手動に限らず自動的に
モータにより制御可能に構成してもよい。

次に上記構成の縦型熱処理装置の動作について説明す
る。

予め、実施する処理に応じてヒータ３により熱処理装
炉を所定温度に設定しておく。そして、被処理物として
例えば口径８インチの半導体ウエハを複数（例えば25
枚）収容したウエハカセット23を、例えば搬送ロボット
等により２つずつキャリアIOポート24の所定位置に載置
する。

すると、縦型熱処理装置は、図示しないウエハ整列機
構により、ウエハカセット23内の半導体ウエハを所定方
向に整列させ、この後、図示しない水平−垂直変換機構
によってウエハカセット23を後ろ向きに垂直な状態（半
導体ウエハが水平な状態）とする。そして、このウエハ
カセット23をキャリアトランスファ25によって搬送し、
キャリアステージ26に収容する。このような動作を繰り
返して、所望数のウエハカセット23をキャリアステージ
26に収容する。

しかる後、順次キャリアステージ26のウエハカセット
23をトランスファステージ27に移動し、ウエハトランス
ファ28によりこのウエハカセット23内の半導体ウエハを
ボートエレベータ21上に設けられたウエハボート20に移
載する。

そして、所望枚数（例えば150枚程度）の半導体ウエ
ハの移載が終了すると、ボートエレベータ21を上昇させ
て、ウエハボート20を熱処理炉内にロードし、所定の処
理ガス雰囲気で所定時間、所定温度で所望の熱処理を実
施する。

そして、処理が終了すると、上記手順と反対の手順で
処理済みの半導体ウエハをアンロードする。

上記実施では、レベリング機構としてボルトナット構
造について説明したが、摺動機構でも歯車結合機構でも
いずれでもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の熱処理装置によれば、
ヒータのベースプレートへの固定およびレベリング等
を、従来に較べて容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦型熱処理装置の要部構成
を示す図、第２図は第１図の下面図、第３図は第１図の
要部を拡大して示す図、第４図は第１図に示す縦型熱処
理装置の全体構成を示す図である。 １……筐体、２……ベースプレート、３……ヒータ、４
……フランジ、５……レベリング用ボルト、６……固定
用ボルト。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/22 511 H01L 21/31

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状に形成され、筐体内に設けられたベ
   ースプレート上にほぼ垂直に固定された筒状ヒータと、
   このヒータの内側に設けられたプロセスチューブとを具
   備した縦型熱処理装置において、 前記ヒータを前記ベースプレートへ固定するための固定
   機構を、前記ベースプレートの下方から挿入された複数
   の固定用ボルトから構成するとともに、 前記ヒータをレベリングするためのレベリング機構を、
   前記ベースプレートの下方から挿入された複数のレベリ
   ング用ボルトから構成し、 前記レベリング用ボルトを前記ベースプレートの下側か
   ら操作して前記ヒータのレベリングを行った後、前記固
   定用ボルトを前記ベースプレートの下側から操作して前
   記ヒータを前記ベースプレートへ固定可能に構成したこ
   とを特徴とする縦型熱処理装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の縦型熱処理装置において、 前記レベリング用ボルトと前記ヒータの当接部に第１の
   絶縁部材を介在させるとともに、前記固定用ボルトと前
   記ベースプレートの当接部に第２の絶縁部材を介在させ
   たことを特徴とする縦型熱処理装置。