JP3402713B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの製造プロセスの中には成
膜処理、酸化処理、及び拡散処理などの熱処理工程があ
るが、このような熱処理をバッチ式で行う熱処理装置と
して、大気の巻き込みが少ないなどの利点から縦型熱処
理装置が普及している。

【０００３】この縦型熱処理装置は、図７に示すように
縦型熱処理炉１１の下方側に作業空間をなす移載室１２
が形成され、この移載室１２と熱処理炉との間を昇降す
るウエハボート１３を設けて構成されている。その動作
については、ウエハボート１３上にウエハＷを上下に棚
状に載置した後、ボートエレベータ１４によりウエハボ
ート１３を熱処理炉１１内に搬入して所定の熱処理を行
い、その後ウエハボート１３を搬出してウエハＷをウエ
ハボート１３から取り出すようにしている。

【０００４】そしてこの熱処理装置においては、雰囲気
中に存在するパーティクルやウエハＷの移載時に発生す
るパーティクルがウエハＷへ付着するのを防止するため
に、図示しない循環用通風路より除塵フィルタ部１５を
通して清浄化された空気を移載室１２内に通流させるよ
うにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記フィルタ
部１５は、濾紙を蛇腹状に屈曲させ、その上下及び両サ
イドを接着剤により枠材に固定したものが用いられてい
るが、熱処理炉より搬出されたウエハＷは高温状態であ
るため、このウエハＷからの輻射熱によりフィルタ部１
５が加熱されて高温になり、フィルタ部１５に使用され
ている接着剤、例えばエポキシ樹脂からハイドロカーボ
ンなどの有機成分が飛散する。そしてこの有機成分が高
温の半導体ウエハの成膜層と反応して成膜層の電気的特
性や膜性能等を劣化させ、歩留まりを低下させ、特にこ
の影響は１６ＭＤＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）以
上の微細加工では著しく大きく現われる。

【０００６】またフィルタ部１５に用いられる濾紙の中
にはボロン（Ｂ）等の不純物が含まれており、濾紙が高
温に加熱されると、ボロン等の飛散量が多くなり、デバ
イスのパターンが微細化してくると、濾紙からの不純物
も歩留まりに大きく影響を与える。

【０００７】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、移載室の被処理体に対して、
除塵フィルタ部から飛散する不純物の悪影響を低減する
ことのできる熱処理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被処
理体を被処理体保持具に保持させて移載室から反応管内
に対して搬入、搬出し、吸い込み口及び吹き出し口が移
載室に開口すると共に除塵フィルタ部を備えた循環用通
気路を通じて、移載室内の気体を循環させる熱処理装置
において、清浄気体の供給源と、この供給源からの清浄
気体を前記除塵フィルタ部を通さずに移載室内に供給す
るための供給路と、この供給路に設けられた開閉弁と、
この開閉弁を開くと共に循環用通気路の通気を停止する
第１のモードと、前記開閉弁を閉じると共に循環用通気
路の通気を行う第２のモードとの間で通気モードの切り
換えを制御する制御部と、を設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、被処理体を被処理体保
持具に保持させて移載室から反応管内に対して搬入、搬
出し、吸い込み口及び吹き出し口が移載室に開口すると
共に除塵フィルタ部を備えた循環用通気路を通じて、移
載室内の気体を循環させる熱処理装置において、少なく
とも反応管より被処理体保持具を搬出した後、被処理体
保持具より被処理体を取り出すまでの間は循環用通気路
の通気を停止するように制御を行う制御部を設けたこと
を特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、例えば被処理体の熱処理
後にアンロードを始めてから、次の被処理体をロードす
るまでの間は循環用通気路を用いた気体の循環を停止す
ると共に、清浄気体を除塵フィルタ部を通さずに移載室
内に供給して気流を形成する。被処理体が反応管内に収
納されている間は循環用通気路と移載室との間で気体を
循環させ、除塵フィルタ部からの気体により気流を形成
し、移載室内のパーティクルを除去する。従って除塵フ
ィルタ部が熱処理後の被処理体から輻射熱を受けて加熱
されても、被処理体に対してフィルタ部からの有機成分
などの付着が抑えられる。

【００１１】請求項２の発明では、所定時に清浄気体の
通流を行わずに、気流の循環を停止することにより除塵
フィルタ部からの不純物の影響を少なくする。

【００１２】

【実施例】図１は本発明を縦型熱処理装置に適用した実
施例を示す縦断側面図、図２はこの縦型熱処理装置の全
体構成を示す斜視図である。図中２は縦型の熱処理炉で
あり、内部は図示していないが、反応管及びその周囲に
設けられたヒータなどにより構成されている。この熱処
理炉２の下方側には、作業空間をなす移載室３が形成さ
れており、これら熱処理炉２及び移載室３は筐体２０に
より囲まれている。

【００１３】前記移載室３には、昇降機構であるボート
エレベータ３１が設けられており、このボートエレベー
タ３１の上にはウエハ保持具であるウエハボート３２が
載置されている。ウエハボート３２は、ウエハＷを上下
に棚状に搭載するように構成されており、ボートエレベ
ータ３１により熱処理炉２に対して搬入、搬出される。

【００１４】前記移載室３の正面側には、ウエハ受け渡
し部をなすウエハキャリア（以下「キャリア」とい
う。）載置台２１が配設されており、このキャリア載置
台２１の正面側にはキャリア移載機構２２の移載領域を
介してキャリア入出力ポート２３が設けられている。前
記キャリア載置台２１とボートエレベータ３１との間に
はウエハ移載機構２２が配設されると共に、キャリア載
置台２１の上方にはキャリアストッカ２４が設置されて
いる。

【００１５】前記移載室３の両側壁には夫々気体の吸い
込み口及び吹き出し口をなす通風口が形成され、この吸
い込み口側の通風口には例えば多数の微小な穴を備えた
金属板よりなる気流規制板４１が設けられている。

【００１６】移載室３の両側壁、及び移載室３の底面の
下方側には、循環用通気路をなす循環ダクト部４が形成
されている。この循環ダクト部４の例えば移載室３の下
方側には、開閉機構４２により通気路を開閉するシャッ
タＳ、及び送風手段例えば第１の送風ファン４３が設け
られると共に、ダクト部４の吹きだし口には、例えば濾
紙を蛇腹状に屈曲してなる除塵フィルタ部５が配設され
ている。

【００１７】前記循環ダクト部４における第１の送風フ
ァン４３の上流側にて、排気ダクト部４４が分岐して設
けられており、この排気ダクト部４４には第２の送風フ
ァン４５が配設されると共に、その排気側は工場排気ダ
クト部に接続されている。

【００１８】前記除塵フィルタ部５の前方側（図１中右
方側）においての上端部、中央部及び下端部には、図１
及び図３に示すように夫々空気供給管６０、６１、６２
が除塵フィルタ部５の幅方向に沿って配管されており、
これら空気供給管６０〜６２のウエハボート３２側に
は、空気吹き出し口６が管路に沿って多数形成されてい
る。前記空気供給管６０〜６２はこの実施例では、清浄
気体の供給路をなすものであり、開閉弁６３を介して共
通な清浄空気供給源例えば清浄空気ボンベに接続されて
いる。

【００１９】更にこの実施例では、移載室３内の通気モ
ードを切り換え制御するための制御部７が設けられてい
る。この制御部７は、シャッタＳの開閉機構４２、第１
の送風ファン４３、第２の送風ファン４５及び開閉弁６
３を制御し、清浄空気供給源６４からの清浄空気を移載
室３内に通流して排気ダクト部４４から排気する第１の
モードと、循環ダクト部４を利用して移載室３内の空気
を循環する第２のモードとを所定のタイミングで切り換
え制御する機能を有する。

【００２０】次に上述実施例の作用について説明する。
先ず被処理体例えばウエハを２５枚収納したキャリアＣ
が図示しない搬送装置によりキャリア入出力ポート２３
に載置され、このキャリアＣは、キャリア移載機構２２
によりキャリア載置台２１に移載される。次いで移載室
３内にてウエハ移載機構２４によりキャリア載置台２１
上のキャリアＣからウエハＷがウエハボート３２に移載
され、ウエハボート３２には例えば１００枚のウエハＷ
が上下に棚状に保持される。

【００２１】その後ウエハボート３２はボートエレベー
タ３１により移載室３から熱処理炉２内に搬入（ロー
ド）される。そして熱処理炉２は、予め例えば約８００
℃に加熱されており、ウエハＷが搬入された後所定温度
例えば１０００℃以上の温度に加熱されて熱処理例えば
酸化処理が行われる。所定時間経過後ウエハボート３２
はボートエレベータ３１により移載室３に搬出され、ウ
エハ移載機構２２によりウエハボート３２上のウエハＷ
が取り出されてキャリア載置台２１上のキャリアＣ内に
移載される。

【００２２】ここで移載室３内における空気の通気モー
ドと上述の工程とを対応させて、図４を参照しながら説
明すると、例えばウエハボート３２にウエハが移載され
る工程、ロードされる工程（ローディング）及び熱処理
が行われる工程においては、制御部７は第２のモードつ
まり空気循環モードが選択されている。この第２のモー
ドでは、第１の送風ファン４３がオンになると共に、第
２の送風ファン４５がオフ、開閉弁６３が閉状態、シャ
ッタＳが開状態とされており、移載室３内の空気は気流
規制板４１から循環ダクト部４における移載室３の図１
中右側面部内に吸い込まれ、移載室３の底面の下方側通
路を介して移載室３の図１中左側面部に送られる。そし
てこの空気は、除塵フィルタ部５を通ってこの中でパー
ティクルが除去された後移載室３内に送り出され、こう
して空気が循環して移載室３内に気流が形成され、ウエ
ハＷへのパーティクルの付着を防止している。

【００２３】そして熱処理工程が終了しアンロードが開
始されると、この時点から、ウエハボート３２からのウ
エハＷの取り出しが終了するまでの間は、制御部７は第
１のモードつまり清浄空気供給モードを選択する。この
第２のモードでは、第１の送風ファン４３がオフとな
り、第２の送風ファン４５がオン、開閉弁６３が開状
態、シャッタ４０が閉状態となり、清浄空気供給源６４
よりの清浄空気が空気供給管６０〜６２に送られ、各空
気供給管６０〜６２の吹き出し穴６から移載室３内に供
給される。この空気は気流規制板４１を介してその裏側
の空間（循環ダクト部４の一部）に入り、第２の送風フ
ァン４５により排気ダクト部４４より工場排気ダクトに
排気される。

【００２４】このような実施例によればウエハＷがアン
ロードされ、高温のウエハＷからの輻射熱により除塵フ
ィルタ部５が相当高い温度に加熱されても、循環ダクト
部４の通流を止め、清浄空気供給源６４より除塵フィル
タ部５を通さずに清浄空気を移載室３内に供給して気流
を形成しているため、除塵フィルタ部５の濾紙からのボ
ロンなどの不純物や接着剤からの有機成分の移載室３内
への飛散を防止しながら、移載室３内に発生したパーテ
ィクルを排出することができ、この結果ウエハＷに対す
るパーティクルの付着及び除塵フィルタ部５からの不純
物の付着を防止することができる。

【００２５】そしてウエハＷがウエハボート３２から取
り出された後は、循環ダクト部４を通じて空気を循環さ
せて移載室３内に気流を形成し、清浄空気供給源６４を
必要なときだけ使用しているので、コストアップを抑え
ることができる。なお清浄空気供給モードは、上述の工
程に加えて、ウエハボート３２へのウエハＷの移載及び
ローディング時に選択してもよい。

【００２６】また本発明では、移載室３内の空気の循環
を停止したときに必ずしも清浄空気供給源から清浄空気
を供給しなくともよい。図５及び図６はこのような実施
例を示す図であり、制御部８は、ウエハボート３２への
ウエハの移載、ローディング及び熱処理工程の間は送風
ファン４３をオンとし、アンローディング、及びウエハ
ボート３２からのウエハの取り出し工程の間は送風ファ
ン４３をオフとして、除塵フィルタ部５内の通流を停止
するように構成されている。このような実施例では、ウ
エハＷの輻射熱により除塵フィルタ部５が加熱されて
も、ここを空気が通流しないのでフィルタ部５からのボ
ロンや有機成分の飛散を抑えることができ、ウエハＷに
対する悪影響を防止できる。

【００２７】以上において本発明では、清浄空気供給モ
ード（第１のモード）にて清浄空気を移載室３内に通流
させる場合、例えば図２の装置全体図において装置の背
面側に空気供給管を配設してもよい。また移載室３内の
気流は空気に限らず、例えば移載室３をロードロック室
とし、窒素ガスなどで形成してもよい。なお本発明は、
酸化処理に限らず拡散処理、ＣＶＤ処理、エッチング処
理などのバッチ式の熱処理装置に対して適用することが
できる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、除塵フィ
ルタ部を備えた循環用通気路を通じて移載室内に気流を
形成する熱処理装置において、必要に応じて循環用通気
路による通風を止めて、その代りに別途の清浄気体供給
源から除塵フィルタ部を通さずに清浄気体を移載室内に
供給しているので（請求項１の発明）、あるいは清浄気
体の供給は行わないが、循環用通気路による通風を必要
に応じて止めているので（請求項２の発明）、熱処理後
の被処理体の輻射熱により除塵フィルタ部が加熱されて
も、除塵フィルタ部から飛散する不純物の悪影響を低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の実施例に係る縦型熱処理装置の全体構
成を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施例の要部を示す斜視図である。

【図４】処理工程と気流形成モードとの関係を示す説明
図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【図６】本発明の他の実施例に係る処理工程と気流形成
モードとの関係を示す説明図である。

【図７】従来の熱処理装置を示す略解断面図である。

【符号の説明】

２ 熱処理炉 ２１ ウエハキャリア載置台 ３ 移載室 ３２ ウエハボート ４ 循環ダクト部 ４２ シャッタ開閉機構 Ｓ シャッタ ４３、４５ 送風ファン ５ 除塵フィルタ部 ６０〜６２ 空気供給管 ６３ 開閉弁 ６４ 清浄空気供給源 Ｗ 半導体ウエハ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体を被処理体保持具に保持させて
   移載室から反応管内に対して搬入、搬出し、吸い込み口
   及び吹き出し口が移載室に開口すると共に除塵フィルタ
   部を備えた循環用通気路を通じて、移載室内の気体を循
   環させる熱処理装置において、 清浄気体の供給源と、 この供給源からの清浄気体を前記除塵フィルタ部を通さ
   ずに移載室内に供給するための供給路と、 この供給路に設けられた開閉弁と、 この開閉弁を開くと共に循環用通気路の通気を停止する
   第１のモードと、 前記開閉弁を閉じると共に循環用通気路の通気を行う第
   ２のモードとの間で通気モードの切り換えを制御する制
   御部と、 を設けたことを特徴とする熱処理装置。
2. 【請求項２】 被処理体を被処理体保持具に保持させて
   移載室から反応管内に対して搬入、搬出し、吸い込み口
   及び吹き出し口が移載室に開口すると共に除塵フィルタ
   部を備えた循環用通気路を通じて、移載室内の気体を循
   環させる熱処理装置において、 少なくとも反応管より被処理体保持具を搬出した後、被
   処理体保持具より被処理体を取り出すまでの間は循環用
   通気路の通気を停止するように制御を行う制御部を設け
   たことを特徴とする熱処理装置。