JPH01243415A

JPH01243415A - 処理装置

Info

Publication number: JPH01243415A
Application number: JP63260249A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Narita; 成田　宏幸; Susumu Sugino; 杉野　進; Kazuyoshi Kobayashi; 小林　和良
Original assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Priority date: 1987-11-24
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1989-09-28
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: JP2592310B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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（ｄｉｆｕ
ｓｉｏｎ）　、　ＣＶＤ工程（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａ
ｐｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉ−ｔｉｏｎ）　＋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
半導体ウェ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
長平方向の一端側に設けられたガス流出口から処理ガス
（Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｇａ５）を排出す（ｅｘｔｈａｕｓ
ｔ）するため、上記石英ボート（Ｑｕｏｒｔｓ　Ｂｏａ
ｔ）上のガス流出口側に搭載きれているウェハに直接上
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ェ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ェハと上記一端側に搭載され
ているウェハとでは、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ェハキャリア内
に搬入されてきた半導体ウェ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ェハを例え
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枚のダミーウェハを設け一１整流状態の中間部
に被処理体である半導体ウェハを例えば１５０枚搭載し
ている。換言すれば、この石英ボートにおいては１８０
枚のウェハが搭載可能となっているため、両端に各１５
枚ずつのダミーウェハ（ｄａｌｉｙｗａｆｅｒ）を搭載
した場合、中間部には１５０枚のウェハが搭載可能とな
る。

従来このダミーウェハ及び被処理ウェハの移換えの際、
このダミーウェハの枚数及び搭載位置は予め熱処理ソフ
トウェア（ｓｏｆｔ　ｗａｒｅ）と同様にＲＯＭ　（ｒ
ｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）内に記憶されている
。この記憶されているダミーウェハの枚数どうり、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ェハ搭載位置を避けた位置で
ある上記ダミーウェハの中間部に、搭載可能な枚数の範
囲で被処理ウェハを自動的に移換えていた。また、−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）しかしながら上記従来の技術では１石英ボート上に設定
するダミーウェハの枚数及び搭載位置を予め定めてＲＯ
Ｍに記憶するため、途中でこのダミーウェハ枚数を設定
変更する場合、　　ＲＯＭの焼き付けのやり直しやＲＯ
Ｍの交換等非常に手間のかかる作業となっていた。また
、−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
よってもダミーウェハの枚数を変えたい場合があるにの
各処理部の枚数設定手段としては、ソフトウェアにより
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ヘウエハを搭載した
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、ダミーウェ
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〕

（８題を解決するための手段）本発明は、被処理ウェ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。

上記処理条件に応じて予めダミーウェハの枚数を設定し
、上記処理用ボートのウェハ収納容量から。

被処理ウェハの枚数を自動的に変更する手段と、この手
段により処理用ボートへのウェ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。

（作用効果）処理内容の異なるボートに応じてダミーウェハの枚数を
予め設定し、被処理ウェハ枚数を自動的に変更する手段
を設けたことにより、上記ダミーウェハの枚数変更を容
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、ダミーウェ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、その結実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ヘウエハを自動的に移換え
る機構と、ウェ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、処理済ボートを搬出する機構と、
処理済ウェ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。

半導体ウェハ■を通常の工程間を搬送するウェハカセッ
ト■から熱処理用例えば石英製のボート■に移換える機
構を第１図に示す。ウェハ移換え装置は特開昭５４−３
４７７４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■は複数枚例えば２５枚の半導体ウェ
ハωが収納可能である。この収納構造はウェハ（ト）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■は複数個載置可能に載置台
（ハ）が設けられている。この載置台０は、レール０に
沿ってスライド移動するスライド機構■に固定されてい
る。この載置台（ハ）はウェハカセット■搭載位置とウ
ェハ受は渡し位置間を搬送可能になっているにの載置台
■のウェハカセット■載置部には２５枚のウェハを押し
上げるためのウェハ押し上げ部（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■は昇降機構（９
）により上記載置台■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０の上面は、上記
ウェハカセット■に収納された複数のウェハ■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、ウェ
ハ■を下方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ゆまた、上記押し上
げ部（８）を、各溝にセンサーを設けてウェハカセット
■に収納されているウェハωの位置及び枚数を検知でき
るウェハカウンター付き構造に構成すると、ウェハ■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）で上記ウェハカセット■に収納さ
れている複数枚のウェハωをウェハカセット■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枚のウェハ列を挟持する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枚のウェハ
列に対応した間隔で溝列が設けられている。上記支持板
（ｌＯ）の対は、熱処理用石英ボート■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■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。この各便は例え
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。これらいずれの炉ヘロー
ディングするボートであるかによって処理条件が異なり
ダミーウェハ（１４）の枚数や搬入位置が異なる６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ェハ（１４）
の枚数から、石英ボート０上に搭載される移換え被処理
ウェハ■の搭載可能な枚数を判断する手段が設けられて
いる。このようにしてウェハ移換え装＠に）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ェハおよび被
処理用ウェハを移換えたのち、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６１−２２
４４３０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、半導体ウェ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ェハ■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１石英ボート■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ェハ（１４）の枚数を設定
し、この枚数をオペレーター等により予め処理装置（至
）の図示しない操作パネル等から入力する。これら各便
のダミーウェハ（１４）の枚数設定は、処理内容の異な
る石英ボート０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ェハ（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
ミーウェハ（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　ａｎ
ｄＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅ
＋ａｏｒｙ）や、バックアップ電源付きのＲＡＭ　（Ｒ
ｏｎｄｏｏ＋　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ェハ（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（イ）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０を搭載する
。この石英ボート■を載置台（１１）上で位置決めする
。さらに、載置台■上に被処理ウェハを収納したカセッ
トおよびダミーウェ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ェハ（１４）の枚数に
従って第２図に示すように石英ボート■の両端側例えば
一端側に１５枚、他端側に１５枚のダミーウェハを自動
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ェハ（１４）と他端側のダミ
ーウェハ（１４）の中間部（１５）には１例えば後に被
処理半導体ウェハ■を搭載するため、この搭載するウェ
ハ■枚数分開けた位置に夫々上記ダミーウェハ（■４）
を最初に搭載する。このダミーウェハ（１４）の搭載動
作中、他方のスライド機構■はウェハカセット■搭載位
置に設置する。位置決めされた載置台０上に被処理ウェ
ハが収納された複数のウェハカセット■を搭載する動作
を同時に進行する。ウェハカセット■搭載後、搬送機構
■を受は渡し位置へ移動する。その後、押し上げ部■を
昇降機構（９）の駆動で上昇する。即ち、上記ウェハカ
セット■内に収納されている２５枚のウェハ■は、押し
上げ部（ハ）の上面に形成された各ウェハ■に係合する
複数の溝に挿入され、上記押し上げ部■の上昇によりウ
ェハカセット■より上方即ち（１′）の位置へ押し上げ
る。この押し上げたウェハ■は、上記押し上げ部（ハ）
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）により各ウェハ■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枚の支持
板（ｉｏ）で上記複数枚のウェハ■を挟持する位置を判
断して、この支持板（ｌＯ）の所望する位置で挟持する
。この場合、上記押し上げ部■にウェハカウンター機能
を持たせ。

複数枚のウェハ■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。上記ウェハカウンタについて押
し上げ部■にウェ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■のウェハカセット■
搭載方向と平行状態に上記押し上げ部（ハ）に並設して
ウェハカウンターを設けて、先にこのウェハカウンター
で先頭のウェハカセット■内に収納されているウェハ■
の位置及び枚数を検知して、これを押し上げ部（ハ）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ェハカウンターは次のウェハ
カセットに収納されているウェ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、挟持した被処理ウェハ
を石英ボート■のダミーウェハ（１４）配列間上方に移
動する。そして、この複数枚のウェハ（１′）を挟持し
た支持板（１０）を下降させて石英ボート■上のダミー
ウェハ（１４）の搭載位置以外である中間部（１５）に
１回２５枚のウェハ（１′）を６回移換え１５０枚搭載
する。このウェハω搭載動作は、各処理単位で入力され
たダミーウェハ（１４）枚数から、石英ボート■上に搭
載される移換える被処理ウェハ■の搭載可能な枚数を判
断する手段で、搭載できるウェハωの枚数を算出して上
記ダミーウェハ（１４）搭載位置以外の位置へ搭載する
。この時、搭載するウェハω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、所望のウェハ枚数を搭載
する。

そして、　このウェハ（１′）及びダミーウェハ（１４
）を搭載した石英ボート■を搬送機構（１３）の移動に
より受は渡し位置に搬送する。この石英ボート■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ェハω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１石英ボート（３）の端部に
配置されているダミーウェハと中間部に配置されている
被処理ウェ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■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ェハ（
１４）を搭載する。このダミーウェハ（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ェハ
枚数は、処理内容等により適宜変化する。

上記したように、ダミーウェハ（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
ェハ（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、上記ダミーウェハ（１４）の枚数
設定は、各処理部に対応する石英ボート■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■に搭載するダ
ミーウェハ（１４）の枚数を設定変更する場合、処理装
置（イ）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■単位即ち４箇所の処理部単位で変更する。

この時、ダミーウェハ（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の炉に適合したウェハ
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ェハの
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、被処理ウェハ枚数の設定・記憶、或い
はダミーウェハと被処理ウェ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
ドライヤなと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ェハの
枚数から、移換え被処理ウェハ枚数を自動的に変更する
手段を設けたことにより、上記ダミーウェハの枚数変更
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
置の構成図、第２図は第１図の石英ボートに搭載するダ
ミーウェハの説明図である。１・・・ウェハ、　　　　　３・・・石英ボート。４・・・処理装置、　　　１０・・・支持板、１４・・
・ダミーウェハ、　１５・・・中間部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被処理ウェ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、上記処理条件に応
じて予めダミーウェハの枚数を設定し、上記処理用ボー
トのウェハ収納容量から被処理ウェハの枚数を自動的に
変更する手段と、この手段により処理用ボートへのウェ
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。
（２）ダミーウェハの枚数は、処理部に応じて設定変更
自在であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の処理装置。
（３）ダミーウェハの枚数はＥＥＰＲＯＭに設定するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の処理装置。