JPH01315131A

JPH01315131A - 熱処理装置

Info

Publication number: JPH01315131A
Application number: JP1056989A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Miyagawa; 和久宮川
Original assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1989-12-20
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: JP2733681B2

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、熱処理方法及びその装置に関する。

（従来の技術）ＩＣ又はＬＳＩ等の半導体デバイスは、インゴットから
切出されたウェハを、順次、表面加工処理し、熱酸化処
理し、不純物拡散処理し、膜堆積処理し、エツチング処
理する等の多数の工程を経て製造される。これらの製造
工程において、半導体ウェハは複数回にわたり繰返し熱
処理を受ける。

例えば、膜堆積処理工程では、多数の半導体ウェハを石
英ボート上に積載し、これを拡散炉のプロセスチューブ
内に挿入し、プロセスガスを高温下で半導体ウェハに反
応させる。通常、１本のボートには１０ット最大２００
枚までのウェハが積載される。

ボートを拡散炉のプロセスチューブに出し入れする際に
は、専用の石英フォークが使用される。

このようなフォークを駆動させるための方式として、カ
ンチレバ一方式とソフトランディング方式とがある。カ
ンチレバ一方式では、プロセスチューブにボートが接触
しないようにフォークを挿入し、フォークでボートを保
持したままの状態で熱処理する。ソフトランディング方
式では、ボートをフォークからプロセスチューブに静か
に移載し、処理中はフォークを炉外に出しておき、処理
後にフォークを再び炉内に挿入してボートを取出す。

ところで、ウェハの酸化防止のために、ボート搬入前に
拡散炉内を窒素ガス等の非酸化性ガスの雰囲気としてい
る。しかし、カンチレバ一方式及びソフトランディング
方式のいずれであっても、フォーク出入れ時にエアが炉
内に混入し、ウェハに不要な酸化膜が形成されるおそれ
があり、好ましくない。

そこで、第１３図に示すように、従来の熱処理装置にお
いては、搬入出装置１と熱処理炉２との間に熱排気室で
あるスカベンジャー３を設け、スカベンジャー３内の予
備気密チューブ１４を介して炉内のプロセスチューブ１
０にボート６が出入れされる。プロセスチューブ１０の
周囲にはヒータ１２が配設され、チューブ１０内のウェ
ハが加熱される。プロセスチューブｌＯ及び予備気密チ
ューブ１４は互いに気密に接続され、ガス導入口１１を
介してチューブＩＯ内にプロセスガス又は窒素ガスがそ
れぞれ導入される。なお、予備気密チューブ１４の開口
にはシャッタ１５が設けられ、シャッタ１５を開閉させ
て搬入山手段１のソフトランディング部４のフォーク５
によりボート６が予備気密チューブ１４に出入れされる
。

このような熱処理装置では、スカベンジャー３内のガス
は予め排気口１７を介して排気される一方、予備気密チ
ューブ１４内にはガス導入口１６から窒素ガスが導入さ
れるので、プロセスチューブ１０へのエアの混入が有効
に防止される。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来の熱処理装置においては、予備気密
チューブ１４に連続してプロセスチューブ１０が連通し
ており、両者が別々に仕切られていないので、予備気密
チューブ１４内のすべてのエアを確実に除去することが
できず、このエアがプロセスチューブ１０内に混入する
。このため、ウェハ７が炉内で不所望に酸化され、ウェ
ハ表面に所望の膜が形成されないという問題点があった
。

上記の問題は、ボート６を炉２からアンローディングす
る場合にも生じる。すなわち、膜形成されたウェハ７を
直ちに大気中に持出すと、ウェハ７に酸化膜が形成され
る。従って、大気による自然酸化膜が形成されない温度
までウェハ７をガス冷却した後に、ボート６を炉外ヘア
ンローデイングしなければならないが、ボート６が予備
気密チューブ１４に滞在している間にウェハ７が過剰に
酸化されてしまうという欠点があった。

なお、この他の酸化防止技術として、特開昭６１−１９
０９２９号公報に記載された装置がある。このタイプの
装置は固定型外気巻込み防止装置であるが、この装置で
はウェハの酸化を十分に防止することができなかった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、被処理体の
熱処理の前後又はいずれか一方の時に、ボート周囲の空
間と熱処理炉内とを不活性ガス雰囲気にして空気等の他
のガスを排除することができ、もって所望しない酸化膜
などの形成を確実に防止することができる熱処理方法お
よびこの方法を好適に実施可能な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）本発明は、被処理体を複数枚配列したボートを搬送手段
に支持し、このボートを搬送手段の移動により熱処理炉
への出し入れする時又はそのいずれか一方の時に、前記
ボートを搬送手段に支持することで、被処理体近傍の一
方の空間を搬送手段により、他方の空間をボートによっ
て包囲する筒状のパージチューブを形成し、搬送手段の
移動により、搬送手段及びボートで形成されるパージチ
ューブと熱処理炉とを連通し、この連通状態で不活性ガ
スを前記熱処理炉及びパージチューブに供給し、パージ
チューブ内と熱処理炉内とを不活性ガス雰囲気に置換し
た後に、パージチューブを熱処理炉に搬入出して被処理
体を出し入れすることを特徴とする熱処理方法を得るも
のである。

また、本発明は、被処理体を熱処理するための熱処理炉
と、複数枚の被処理体を、その一方領域を覆うように配
列支持し、かつ、被係止部を備えたボートと、前記熱処
理炉手段内への挿入・取出しが可能に支持され、その自
由端側に、前記ボート上の被処理体の他方領域を覆う包
囲手段を備えた搬送手段とを有し、前記包囲手段が、前
記ボートの被係止部に係合される係止部を備え、前記包
囲手段を前記ボートに係合させて形成されるパージチュ
ーブ内に不活性ガスを供給する手段を有することを特徴
とする熱処理装置を得るものである。

（作　　用）本発明方法によれば、熱処理炉にボートを搬入する際又
は熱処理炉よりボートを搬出する際に、搬送手段とボー
トでパージチューブを形成し、このパージチューブによ
り被処理体を包囲し、パージチューブ内および熱処理炉
内に不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気とする。こ
の後に、パージチューブごと被処理体を熱処理炉内に搬
入、または、これを外部に搬出する。従って、熱処理炉
への被処理体の搬入時には、熱処理炉内にエアが混入し
、被処理体に望ましくない酸化膜が形成されることを防
止することができる。また、被処理体を搬出する前に、
パージチューブ内の不活性ガス雰囲気下で高温の被処理
体を十分に冷却するので、被処理体に不要な酸化膜が形
成されることを防止することができる。

また、本発明の熱処理装置においては、搬送手段の係止
部がボートの被係止部に係止され、両者で形成されたパ
ージチューブにより被処理体が包囲される構造としてい
る。この結果、ボートを搬送手段の半割筒状部の下方に
配置した後に、係止部と被係止部とを係合するのに必要
なストローク量だけ搬送手段の長手方向に相対的に移動
させればボートの支持が可能になり、例えば、アトムス
キャン（商品名）と比較すると搬送手段の長手方向の移
動ストロークを十分に短くすることができる。このため
、装置が小型化し、装置の占有する面積が減少する。

（実　施　例）以下、本発明熱処理方法及びその装置を、半導体ウェハ
の熱処理に適用した一実施例につき、図面を参照して説
明する。

この実施例では、横型多段炉のうちの一段のみについて
説明する。

多段炉の各段のそれぞれに熱処理装置２０が設けられて
いる。第１図に示すように、各装置２０の長手に沿って
搬送手段である搬入吊装置２１、スカベンジャー６０、
熱処理炉５０の順に配設されている。

熱処理装置２０のフロント側には、ボート４０をプロセ
スチューブ５１に出入れするための搬入吊装置（ローデ
ィング／アンローディングユニット）２１が設けられて
いる。

一方、熱処理装置２０のリア側には、ヒータ５２で取囲
まれたプロセスチューブ５１を有する熱処理炉５０が設
けられている。ガス通路５３がプロセスチューブ５１の
後部に形成されている。この通路５３は。

プロセスガス供給源（図示せず）及び不活性ガス供給源
例えば窒素ガス供給源（図示せず）に連通されている。

なお、両供給源および通路５３の間には切替え弁が設け
られ、両供給源からプロセスチューブ５１内への供給ガ
スがプロセスガスと窒素ガスとに適宜切替えられるよう
になっている。この時、不活性ガスはアルゴンガスやヘ
リウムガスでも非酸化性であればよい。

スカベンジャー６０が、熱処理炉５０と搬入吊装置２１
との間に設けられている。このスカベンジャー６０は、
室内のガスを排気するための排気口６０ａを具備してい
る。

プロセスチューブ５１の前方部分は、スカベンジャー５
１内に位置している。プロセスチューブ５１の前部開口
に開閉可能なシャッタ６１が設けられている。　搬入出
装置２１のソフトランディング部が、ボート４０を支持
搬送するための搬送アーム３０を有する。ソフトランデ
ィング部は、石英製フォークとしての搬送アーム３０と
、この搬送アーム３０をその長手に沿ってスライド移動
させるＸ軸駆動機構と、搬送アーム３０を上下に首振り
させるＺ軸駆動機構と、を有する。

第２図に示すように、搬送アーム３０は、その自由端側
かほぼ中空筒状に形成され、その固定端側の棒状部３０
ｃがアーム保持具３１に固定されている。

この搬送アーム３０の自由端は、第３図に示すように、
　中空円筒部材３０ａと、上側領域の手内部分のみで形
成された半割形状部の一例である円弧状部材３０ｂとを
有する。この円弧状部材３０ｂの先端に係止用スリット
３２が形成されている。また、中空筒状部材３０ａと円
弧状部材３０ｂとの段差部３０ｄ（部材３、Ｏａの後端
）に、別の係止用スリット３３が形成されている。

また、第３図に示すように、ボート４０は、搬送アーム
３０の円弧状部材３０ｂにより支持されると、ボート４
０と搬送アーム３０とで中空筒状が形成されるような構
成が採用されている。すなわち、ボート４０の下部には
半円形状の円弧状部材４１を有する。

ボート４０の両端の側面板４１ａ、　４１ａの間に２本
の支持棒（図示せず）が掛は渡されている。この支持棒
には多数の溝が所定ピッチ間隔に形成され、各溝に半導
体ウェハ２２のエツジが差込まれることによりウェハ２
２が保持される。このようなボート４０は、耐熱性及び
耐腐食性の優れた材質例えば石英ガラス又は炭化珪素で
あることが好ましい６また、ボート４０の１対の側面板
４１ａ、　４１ａには。

搬送アーム３０の係止用スリット３２．３３に係止され
る被係止用の突起４３．４４が設けられている。

次に、第２図を参照しながら、搬送アーム３０を駆動す
るためのＸ軸駆動機構及びＺ軸駆動機構について説明す
る。

搬送アーム３０は、１対のガイドレール２３．２３に沿
って移動可能に支持された可動ベース３５上に固定され
ている。この可動ベース３５はシャフト２６に連結され
、シャフト２６のプーリと第１のモータ２４の駆動軸と
にベルト２５が掛は渡されている。可動ベース３５には
回転運動を直線運動に変換するため、機構（図示せず）
が内臓されている。すなわち、シャフト２６にモータ２
４の回転力が伝達されると、可動ベース３５が搬送アー
ム３０の長手方向に直進し、搬送アーム３０の先端部が
プロセスチューブ５１に挿入される。

また、第２のモータ２７の駆動軸はギヤボックス（図示
せず）を介して搬送アーム３０に連結されている。すな
わち、ギヤボックスにより第２のモータ２７の回転力が
変換されて搬送アーム３０が上下動するようになってい
る。

更に、第３のモータ２８の駆動軸がカム２９に連結され
、カム２９が回転されるようになっている。このカム２
９の回転により、搬送アーム３０とプロセスチューブ５
１の炉芯との水平度を出すようになっている。なお、棒
状部材３０ｃの基端部がアーム保持具３１によりボディ
に押え付けられることにより、搬送アーム３０は片持ち
支持されている。

次に、遮蔽板４５について説明する。

遮蔽板４５は、プロセスチューブ５１及び円筒状部材３
０ａの開口端を塞ぐことができる程度力大きさの円盤状
を形成され、搬送アーム３０の棒状部３０ｃを挿通でき
る切欠部４５ａを有する。また、遮蔽板４５には円筒状
部材３０ａ内に不活性ガス例えば窒素ガスを導入するた
めのガス導入口４５ｂが形成され、このガス導入口４５
ｂにガス供給チューブ４６が接続されている。

更に、遮蔽板４５は可動部材４７に支持されている。

この可動部材４７はワイヤー４８の一端に接続され、こ
のワイヤ４８の他端が巻取装置４９に接続されている。

巻取装置４９は熱処理炉５０の側に固定され、ワイヤ４
８を常に巻取り方向に引張っている。

このように、ワイヤ４８によって引張られている遮蔽板
４５は、常時は搬送アーム３０の先端に設けられた円筒
状部材３０ａの一端側に当接する位置に停止している。

次に、ボート４０と中空円筒状部３０ａとで構成された
パージチューブ内へのガス供給システムについて説明す
る。

棒状部材３０ｃは中空に形成され、　この中空通路内に
ガス供給チューブ４６の先端が挿入されている。

ガス供給チューブ４６はフレキシブルなものであり、窒
素ガス供給源（図示せず）からガス導入口４５ｂ（棒状
部材３０ｃの基端部）の近傍に至るまで保護ガイド４６
ａにより保護されている。

次に、スカベンジャースカベンジャー６０は、ボート搬入出装置２１及び熱処
理炉５０の各室と仕切り６０ｂ、　６０ｃによりそれぞ
れ仕切られている。　フロント側の仕切り６０ｂには開
口が形成され、この開口から搬送アーム３０の先端がス
カベンジャー６０内に挿入される。なお、スカベンジャ
ー６０は排気口６０ａを介して排気装置（図示せず）の
吸引口に連通されている。

シャッタ６１を案内するためのガイド部材６２がプロセ
スチューブ５１の開口に接続されている。案内部材６２
は、矩形状のケーシングであり、シャッタ６１を出入り
させるためのガイド溝６２ａがケーシング内に形成され
ている。なお、ガイド部材６２の上部には複数のガス供
給口６４が設けられているにれらのガス供給口６４は、
窒素ガス供給源（図示せず）から供給された窒素ガスを
ガイド部材６２内に導入するためのものである。

なお、それぞれのガス供給源には流量切替え弁又はガス
圧調節弁等が取付けられており、各ガス導入口４５ｂ、
　５３．６４を介してパージチューブ及びプロセスチュ
ーブ内に流入されるガス流量が弁により調整される。

次に、シャッタ６１の開閉駆動機構６３について説明す
る。

駆動機構６３は、シャッタ６１に連結された被駆動板６
１ａと、被駆動板６１ａをＹ軸に沿って移動可能に支持
する２対のガイドローラ６５と、被駆動板６１ａに形成
されたラック６６と、このラック６６に歯合するピニオ
ン６７を駆動軸に有するモータ６８と、を有する。すな
わち、２対のガイドローラ６５が所定の間隔をもって被
駆動板６１ａを幅方向に挟むように設けられている。な
お、シャッタ６１を開閉させる駆動機構６３の各部は粉
塵が実質的に生じないような材料、例えばステンレスが
採用される。

次に、第４図（Ａ）〜（Ｊ）を参照しながら、上記熱処
理装置２０により半導体ウェハ２２を熱処理する方法に
ついてステップ１からステップ１０まで順に説明する。

ボート４０に所定枚数の半導体ウェハ２２を所定ピッチ
間隔に積載する。搬送アーム３０をＸ軸方向に移動させ
て所定のホームポジションにセットする（ステップ１）
。なお、このとき、遮蔽板４５はワイヤ４８の張力によ
り、搬送アーム３０の円筒状部材３０ａの一端側に当接
させておく。

第３図中の符号Ａユ〜Ａ３を付して矢印で示す軌跡に沿
って搬送アーム３０を動作（下降→Ｘ軸水平移動→上昇
）させる。これにより、係止部３２．３３がボート４０
の被係止部の突起４３．４４に係合され、円弧状部材３
０ｂ及びボート４０によりパージチューブが形成される
（ステップ２）。なお、このとき、シャッタ６１を閉じ
ておく。また、遮蔽板４５のガス導入口４５ｂからの窒
素ガス供給量を″大″に切替え、円筒状部材３０ａの一
端より供給した窒素ガスを他端の開口端３４より排出す
ることで、パージチューブ内の窒素ガス以外のエア等の
ガスを排気する。

また、　この場合に、搬送アーム３０の棒状部材３０ｃ
の中空通路を窒素ガスの排気通路に切替えてもよい。

次いで、第４図（ｃ）に示すように、第１のモータ２４
のＸ軸方向駆動により、搬送アーム３ｏをプロセスチュ
ーブ５１に向かって前進させる。これにより、円筒状部
材３０ａも前進し、この円筒状部材３０ａに対してワイ
ヤ４８により押付けられている遮蔽板４５が、可動部材
４７と共に搬送アーム３０と一体的にプロセスチューブ
５１に向かって前進する。この前進動作を、搬送アーム
３０の開口端３４がシャッタ６１の壁面に当接するまで
実行する。ここでも、前述したようにガス導入口４５ｂ
からの窒素ガスの流量を″大″とする。これにより、導
入口４５ｂより供給された窒素ガスが、パージチューブ
内のエアーを随伴してシャッタ６１の壁面まで流動し、
このシャッタ６１のガイド溝６２ａ又はパージチューブ
とシャッタ６１との当接部の間隙より糸外に排出される
（ステップ３）。

このように、シャッタ６１を閉じた状態で、半割筒状部
３０ｂとボート４０とで構成されたパージチューブ内を
窒素ガスで置換することで、開口端３４からのエアの流
入を防止し、かつ、プロセスチューブ５１内へのエアの
混入を防止する。

次に、第４図（ｄ）に示すように、シャッタ６１をガイ
ド部材６２内から退出させて開口６２ｂを開通させ、パ
ージチューブとプロセスチューブ５１とを連通させる（
ステップ４）。このとき、パージチューブのガス導入口
４５ｂから窒素ガスの供給を続行すると共に、プロセス
チューブ５１内にもその一端の通路５３より窒素ガスを
大流量、例えば毎分１０リツトルの割合いで供給する。

これにより、パージチューブ及びプロセスチューブ５１
の両端より系内に導入された窒素ガス及びエア等は、ガ
イド部材６２のガイド溝６２ａ及びパージチューブの開
口端３４とシャッタ６１との当接面の間隙より糸外へ放
出されて、スカベンジャー６０内に集まり、　排気口６
０ａを介して外部へ排気される。

第４図（ｅ）に示すように、搬送アーム３０を更に前進
させ、プロセスチューブ５１の前部にパージチューブご
とボート４０を挿入し、これを所定温度、例えば４００
℃に予熱する。この場合に、半導体ウェハ２２を３００
〜８００℃の温度範囲に予熱することができる。このと
き、ガイド部材６２の上端に設けた供給口６４からも窒
素ガスを、例えば、毎分５リツトルの割合いで供給する
。これにより、両チューブ内を窒素ガスに置換すること
ができ、ボート４０上の半導体ウェハ２２を熱処理炉５
０に搬入する前に、エア等の望ましくないガスの系内へ
の混入を有効に阻止することができる（ステップ５）。

ここで、ボート４０が完全にプロセスチューブ５１内に
搬入されると、ボート４０を支持する円筒状部材３０ａ
に当接している遮蔽板４５がプロセスチューブ５１の開
口端に到達し、これによりチューブ５１の開口端が塞が
れる。これにより、開口からの放熱量が低減し、プロセ
スチューブ５１内の温度低下幅が小さくなる。

次に、第４図（ｆ）に示すように、搬送アーム３０を更
に前進させ、ボート４０上のウェハ２２をプロセスチュ
ーブ５１の炉心に搬送する（ステップ６）。ボート４０
が炉心に到着すると、ガス供給源の切替え弁を窒素ガス
供給路からプロセスガス供給路に切替え、ガス供給通路
５３を介してプロセスチューブ５１内に所定量のプロセ
スガスを供給する。

次に、第４図（ｇ）に示すように、ソフトランディング
装置により搬送アーム３０を下降又は首振り動作させ、
ボート４０をプロセスチューブ５１内に静かに着地させ
る（ステップ７）。次いで、搬送アーム３０をワイヤ４
８の付勢力に逆らって少しだけ後退させ、ボート４０と
部材３０ｂとの係合を解除する。

この結果、ボート４０がプロセスチューブ５１内に載置
させる。

次に、第４図（ｈ）に示すように、搬送アーム３０を更
に後退させ（ステップ８）、その先端部をプロセスチュ
ーブ５１から退出させる。

次に、第４図（ｉ）に示すように、シャッタ６１を閉じ
る（ステップ９）。

その後、第４図（ｊ）に示すように、搬送アーム３０を
ホームポジションに設定し、プロセスチューブ５１内で
熱処理を開始する（ステップ１０）。

この熱処理過程では、アニール処理以外の場合には、膜
生成用のプロセスガスをプロセスチューブ５１内に毎分
ｌＯ〜５０リットルの流量で供給し、このプロセスガス
雰囲気下で９００〜１２００℃の温度範囲で３０分間処
理する。これにより、各半導体ウェハ２２の表面に厚さ
５０００人〜１０，０００人のＳｉＯ□の膜が形成され
る。

この反応プロセスが終了すると、上記ステップ１０から
ステップ１までの手順を逆に実行し、ボート４０をプロ
セスチューブ５１より搬出する。

ここで、ステップ３〜５の手順を逆に実行する過程にお
いて、高温に加熱されたボート４０を直ちに系外に取出
すと、半導体ウェハ２２が酸化され。

ウェハ表面に好ましくない酸化膜が形成されてしまう。

このようなウェハ２２の酸化を防止するために、ステッ
プ４〜５のときに、窒素ガス供給システムの流量調節弁
を増量側へ調節し、導入口４５ｂ及びガス供給通路５３
を介してプロセスチューブ５１及びパージチューブから
なる系内に大量の窒素ガスを数分間だけ導入し、半導体
ウェハ２２を約４００℃の温度までガス冷却する。この
場合に、系内への窒素ガスの導入量を、導入口４５ｂか
ら毎分１０リツトル、ガス供給口５３から毎分１０リツ
トルとする。なお、導入されるそれぞれの窒素ガスは常
温である。

これにより、パージチューブ内の半導体ウェハ２２は酸
化されることなく十分に冷却され、シャッタ６１を閉じ
て、パージチューブをプロセスチューブ５１から離脱さ
せ、系外へ搬出してもウェハ２２は酸化されない。ここ
で、シャッタ６１を閉じた後は、流量調節弁を調節して
、導入口４５ｂからの窒素ガス流量を毎分５リツトルに
減らす。

この後、搬送アーム３０をホームポジションに設定し、
ボート４０を搬送アーム３０から離脱させる（ステップ
１）。これにより、１サイクルの熱動工程が終了する。

上記第１の実施例によれば、ボート４０を炉内に搬入ま
たは搬出するときに、搬送アーム３０とボート４０とで
構成されたパージチューブ内を窒素ガスで常に満たした
状態とし、熱処理系内へのエア等の混入を確実に防止す
ることができるので、半導体ウェハ２２の酸化を有効に
防止することができた。

特に、窒素ガスパージ中において、遮蔽板４５及びシャ
ッタ６１によりボート４０の通過領域を塞ぐことができ
るので、処理系内へのエアの侵入をほぼ完べきに防止す
ることができた。このため、膜生成工程における半導体
ウェハの歩留りを大幅に向上させることができた６次に、第５図〜第１２図を参照しながら、第２乃至第５
実施例の搬送アームの先端部及びボートにについて説明
する。

ついて説明する。

第５図は、第２の実施例の搬送アームの先端部を示すも
のである。１１Ｇ送アームの先端部は、中空の円筒状部
材２３０ａと円弧状部材２３０ｂとで構成され、部材２
３０ａ及び部材２３０ｂの間に段差部２３０ｄが形成さ
れている。円弧状部材２３０ｂ先端には１対のキー溝状
のスリット２３２．２３２が形成されている。一方、板
状突起２３３が段差部２３０ｄの上端に設けられている
。

第９図は、第２の実施例のボートを示すものである。ボ
ート２４０は、半割筒状の本体２５０と１本体２５０の
長手に沿って延びる１対のウェハ支持棒２５２と、２対
の脚２５１と、を有する。本体２５０の両端のエンドプ
レートにそれぞれ第１及び第２の被係止部２４３，２４
４が形成されている。第１の被係止部２４３は、ボート
幅方向に延びる１対の突起である。一方、第２の被係止
部２４４は、搬送アーム側の板状突起２３３とほぼ同形
状でこれと反対向きに突出する板状の突起である。

第６図は、第３の実施例の搬送アームの先端部を示すも
のである。搬送アームの先端部は、中空の円筒状部材３
３０ａと円弧状部材３３０ｂとで構成されている。円弧
状部材３３０ｂの先端には１対の突起３３２、３３２が
形成されている。一方、１対のキー溝状のスリット３３
３．３３３が、部材３３０ａ、　３３０ｂの段差部の上
端近傍に形成されている。

第１０図は、第３の実施例のボートを示すものである。

ボート３４０は、半割筒状の本体２５０と、本体２５０
の長手に沿って延びる１対のウェハ支持棒２５２と、２
対の脚２５１と、を有する。本体２５０の両端のエンド
プレートにそれぞれ第１及び第２の被係止部３４３．３
４４が形成されている。第１の被係止部３４３は、ボー
ト側部に形成された１対スリツトである。一方、第２の
被係止部３４４は、ボート長手方向に突出する板状突起
であり、これが搬送アーム側のキー溝状のスリット３３
３に差込まれるような形状に形成されている。

第７図は、第４の実施例の搬送アームの先端部を示すも
のである。搬送アームの先端部は、中空の円筒状部材４
３０ａの前部が円弧状部材４３０ｂの後部に挿入される
ことにより構成されている。円弧状部材４３０ｂの先端
には１対のキー溝状のスリット４３２．４３２が形成さ
れている。一方、板状突起４３３が、部材４３０ａ、　
４３０ｂの段差部の上端近傍に設けられている。突起４
３３は、上方に折り曲げられた引掛かり部４３４を有す
る。

第１１図は、第４の実施例のボートを示すものである。

ボート４４０は、半割筒状の本体２５０と、本体２５０
の長手に沿って延びる１対のウェハ支持棒２５２と、２
対の脚２５１と、を有する。本体２５０の両端のエンド
プレートにそれぞれ第１及び第２の被係止部４４３，４
４４が形成されている。第１の被係止部４４３゜４４３
は、ボート幅方向に延びる１対の突起である。

一方、被係止部４４４は引掛かり部４４５を有する板状
突起であり、　引掛かり部４４５が搬送アーム側の引掛
かり部４３４に引掛かるような形状に形成されている。

第８図は、第５の実施例の搬送アームの先端部を示すも
のである。搬送アームの先端部は、中空の円筒状部材５
３０ａの前部が円弧状部材５３０ｂの後部に挿入される
ことにより構成されている。円弧状部材５３０ｂの先端
には１対のキー溝状のスリット５３２、５３２が形成さ
れている。ところで、この第５の実施例の段差部５３３
には、突起やスリットのような特別の係止部としての形
状を設けていない。

これは、後述のボート５４０側の被係止部５４４がこれ
にはまり込むように形成されているためである。

第１２図は、第５の実施例のボートを示すものである。

ボート５４０は半割筒状の本体２５０と、本体２５０の
長手に沿って延びる１対のウェハ支持棒２５２と、２対
の脚２５１と、を有する。本体２５０のエンドプレート
５４１に第１の被係止部５４３が、この反対端部に第２
の被係止部５４４が形成されている。第１の被係止部５
４３．５４３は、ボート幅方向に延びる１対の突起であ
る。一方、第２の被係止部５４４は、ボート本体２５０
の径より小さく形成されている。

この被係止部５４４は、搬送アーム側の段差部５３３内
に差込まれるような形状に形成されている。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である
。

例えば、上記実施例では横型炉の場合について説明した
が１本発明の熱処理方法はこれに限られることなく、縦
型炉についても実施可能である。

また、本発明方法では、熱処理前または熱処理後に、少
なくとも、搬送アーム及びボートで形成したパージチュ
ーブと、プロセスチューブとを相互に連通させ、パージ
チューブ内に非酸化性ガスを供給してウェハの周囲を非
酸化性ガス雰囲気とすると共に、ウェハを所定の温度に
予熱又は冷却する工程を含めばよい。よって、上記実施
例のようにシャッタ６１を閉鎖した状態での窒素ガスパ
ージは必ずしも必要でない。なお、シャッタ６１を有し
ない場合には、遮蔽板４５によりプロセスチューブの開
口端の閉鎖を実現できる。しかも、ボート撮入時にあっ
ては、遮蔽板４５によってプロセスチューブの開口端の
閉鎖を迅速に実行することができる。

しかしながら、好ましくはシャッタ６１を備えた装置と
すべきであり、上記実施例のように、ステップ３での窒
素ガスパージを実行すれば、より確実にエア等の排出が
可能となり、また、熱処理炉５０内へのエア等に流入を
防止することができる。

なお、遮蔽板４５に関して言えば、遮蔽板４５を常時ボ
ート４０の搬送後端側に付勢しておき、特別な駆動源を
要することなく、搬送アーム３０と共に移動させる方式
が簡易な構成となる点で優れている。

この場合に、遮蔽板４５を別の駆動源によって独立に移
動させるものであってもよい。

また、上記の非酸化性ガスパージ工程を、必ずしも被処
理体の熱処理前後の両方で行なう必要はなく、いずれか
一方のときであっても効果は認められる。この場合に、
ボート搬入前に非酸化性ガスパージするほうが、ウェハ
の酸化防止の上でより好ましい。

以上述べたようにこの実施例によれば、半導体ウェハの
熱処理の前後又はそのいずれか一方の時に、ウェハを積
載したボート周囲の空間と熱処理炉内とに存在するエア
等の不要なガスを排除することができ、これらの空間を
非酸化性ガス雰囲気として半導体ウェハに好ましくない
酸化膜等が形成されることを確実に防止することができ
る。

更に、ボートそのものをウェハの包囲手段の一部に利用
するので、ボート出入れ時に無駄なく効率よくウェハの
酸化防止を図ることができる。従来のアトムスキャンに
よれば、ボートの移動ストローフをとる必要があり、装
置の占有面積が大きくなり、クリーンルーム内への設置
が不利であったが、本発明の方法および装置によればル
ーム内の占有面積を従来より小さくすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明方法によれば熱処理前又は
熱処理後に、被処理体を搭載したボートと搬送アームと
で被処理体を包囲するパージチューブを形成し、このパ
ージチューブの開口端と熱処理炉の開口端とを連通させ
た状態で、熱処理炉内およびパージチューブ内を不活性
ガス雰囲気に置換することで、空気等の他のガスを十分
に排出し、被処理体に目的としない例えば酸化膜などが
形成されることを確実に防止することができる。

また、本発明装置によれば、上記の発明方法を実施する
ために不可欠なパージチューブを、搬送アームの半割形
状部とボートとの係合によって実現しているので、省ス
ペースの熱処理炉を実現できる。しかも、搬送アームが
熱処理炉外にある場合には、ガス導入口を備えた遮蔽板
がガス供給及びパージチューブの一端の遮蔽を行い、搬
送アームが熱処理炉内に搬入された後は遮蔽板によって
熱処理炉の開口端を閉鎖することができ、本発明方法を
好適に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法及びその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２図は第１図の熱処理装
置の内部構造説明図、第３図は第１図のボート及び搬送
アームの構成説明図、第４図は第１図熱処理装置の動作
説明図、第５図乃至第８図は第１図搬送アームの他の実
施例説明図、第９図乃至第１２図は第１図ボートの他の
実施例説明図、第１３図は従来の熱処理装置の構成図で
ある。２０・・・熱処理装置　　　　　２１・・・搬入出装置
２２・・・ウェハ　　　　　　　３０・・・搬送アーム
３０ａ・・中空円筒部材　　　３０ｂ・・・円弧状部材
４０・・・ボート５０・・・熱処理炉

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被処理体を複数枚配列したボートを搬送手段に支
持し、このボートを搬送手段の移動により熱処理炉への
出し入れする時又はそのいずれか一方の時に、前記ボー
トを搬送手段に支持することで、被処理体近傍の一方の
空間を搬送手段により、他方の空間をボートによって包
囲する筒状のパージチューブを形成し、搬送手段の移動
により、搬送手段及びボートで形成されるパージチュー
ブと熱処理炉とを連通し、この連通状態で不活性ガスを
前記熱処理炉及びパージチューブに供給し、パージチュ
ーブ内と熱処理炉内とを不活性ガス雰囲気に置換した後
に、パージチューブを熱処理炉に搬入出して被処理体を
出し入れすることを特徴とする熱処理方法。
（２）被処理体を熱処理するための熱処理炉と、複数枚
の被処理体を、その一方領域を覆うように配列支持し、
かつ、被係止部を備えたボートと、前記熱処理炉手段内
への挿入・取出しが可能に支持され、その自由端側に、
前記ボート上の被処理体の他方領域を覆う包囲手段を備
えた搬送手段とを有し、前記包囲手段が、前記ボートの
被係止部に係合される係止部を備え、前記包囲手段を前
記ボートに係合させて形成されるパージチューブ内に不
活性ガスを供給する手段を有することを特徴とする熱処
理装置。