JPH02130918A - 処理装置 - Google Patents

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） この発明は、処理装置に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体製造工程において、半導体ウェハ上に絶
縁膜や化合物半導体や有機金属等の各種薄膜を形成する
ために、加熱処理炉が用いられている。このような処理
炉では、量産性を向上させるため５通常１００枚以上の
ウェハを一度に処理している。又、このような処理炉に
は、炉を横方向に置く横型炉と、炉を縦方向に置く縦型
炉とがある６最近は、設置スペースを小さく出来る縦型
炉が注目されている。

縦型炉では、ウェハを板厚方向に所定の間隔を設けて石
英製のボートに積載する。この後、ボートを垂直方向に
炉内に搬送して処理を行なっている。ここで、上記ボー
トにウェハを載戟するには、ハンドリングアーム等の移
し替え装置により、キャリアに収容されたウェハをボー
トに移し替えている。この移し替えには、キャリアに収
容されたウェハを一括して移し替えるバッチ式のものと
、ウェハを一枚一枚移し替える枚葉式のものがある。

上記バッチ式の場合、ボートを横にしてウェハを一括し
て例えば２５枚同時に移し替え、その後ボートを垂直に
立てて炉の下方位置に搬送していた。

しかし、このように移し替えを行なうと、移し替え時間
は短かくてすむが、−括的のため、テストウェハやダミ
ーウェハを所望する枚数だけ所望する位置に設定するこ
とは困難であった。また、連続処理の途中に、ボートに
収容されたウェハの位置を交換したい要望があるが、こ
のことにも対応できなかった。

これらのことから最近では、実開昭５８−１３８３３４
号公報に開示されたようにウェハの処理によっては、ウ
ェハをキャリアからボートに一枚づつ移し替える機構を
備えた処理装置が使用されている。

（発明が解決しようとする課Ｍ） しかしながら、上記のようにウェハを一枚づつボートに
移し替える機構を備えた処理装置には。

次に示すような問題点がある。

枚葉式の場合、ウェハを収容した複数のキャリアと、ウ
ェハをキャリアからボートに移し替える移載機が、炉の
下方の周辺に設けられている。すなわち、炉の下方に設
けられたボートに、このボート周辺に設けられたキャリ
アからウェハを移載機により一枚づつ搬送している。こ
の場合、炉の下方の領域と、キャリアおよび移載機が設
けられた移し替え領域とが同一領域となる。すると、上
記移し替え領域に混在する微小な塵が、炉の下方領域に
流れ込み、ボートに設けられたウェハに塵等が付着する
ことがある０例えば処理後に炉内からボートを搬出する
際に、ボートの搬送によって上記で流入した塵が舞い上
がりウェハに付着することが考えられる。このことは、
以後の処理に悪影響を与え、歩留まりの低下につながっ
ていた。

また、処理中に炉内からガス漏れがあった場合、漏れた
ガスが炉の下方領域から移し替え領域に達し、移し替え
領域で作業をしている作業者に悪影響を及ぼすというよ
うに、安全性に於て重大な欠陥があった。さらに、処理
後にボートを炉内から搬出するときに、炉内に残留ガス
が存在していた場合、残留ガスが作業エリアに拡散して
、上記と同様に作業者に悪影響を与え、安全性の面に問
題があった。この発明は上記点に対処してなされたもの
で、被処理体への塵等の付着を低減し、歩留まりの向上
に寄与し、なおかつ安全性が向上する効果が得られる処
理装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、キャリアに収容された被処理体を支持体に
移し替える手段と、上記支持体を処理室に搬入して被処
理体の処理を行なう装置において。

上樋移し替え手段の設けられた領域と支持体を処理室に
搬入する領域とを所望する時に遮断する手段を具備した
ことを特徴とする。

（作用効果） 移し替え手段の設けられた領域と支持体を処理室に搬入
する領域とを所際する時に遮断する手段を具備したこと
により、被処理体への塵等の付着を低減し、歩留まりの
向上に寄与し、なおかつ安全性が向上する効果が得られ
る。

（実施例） 以下５本発明装置を半導体ウェハを複数枚同時にバッチ
処理する縦型ＣＶＤ！！置に適用した一実施例につき図
面を参照して説明する。

まず、ＣＶＤ装置の構成を説明する。

この装置は、例えば第１図に示すように主に、縦型反応
炉で軸方向を垂直にした反応管■から成る処理部■と、
この処理部■に、多数の被処理体例えば半導体ウェハ■
を設置した支持体例えばボートに）を下方の予め定めら
れた位置から上記反応管■にロード・アンロードする搬
送機構■が設けられた搬送領域０と、この搬送領域０に
設けられたボートに）に半導体ウェハ■をキャリア■か
ら移し替える機構例えば移載機■が設けられた移し替え
領域■とから構成されている。

上記処理部■には、耐熱性で処理ガスに対して反応しに
くい材質例えば石英からなる反応管■が。

二重管構造で設けられている。即ち、この反応管■は、
上面が封止された筒状の外管（１ａ）と、この外管（１
ａ）の内部に非接触状態の筒状の内管（１ｂ）とから構
成されている。このような反応管■を同軸的に囲繞する
如く筒状加熱機構例えばコイル状に巻回されたヒータ（
１０）が設けられている。このヒータ（ｌＯ）は、上記
半導体ウェハ■の載置される領域を所望する温度例えば
５００〜１０００℃に均一加熱するため例えば交流電源
（図示せず）に接続されている。即ち、この交流電源か
ら電力を印加することにより、ヒータ（１０）が加熱す
る。

又、上記反応管■の内管（ｌｂ）内には、内管（１ｂ）
内部に所定の処理ガスを供給するためのガス供給管（１
１）が接続されている。このガス供給管（！ｌ）は、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。又、上記反応管■の外管（１ａ）に
は、排気管（１２）が接続されている。この排気管（１
２）は１反応管ω内を所望の圧力に減圧及び処理ガス等
を排出可能な真空ポンプ（図示せず）に接続されている
。即ち、処理ガスを反応管ω内に供給すると、処理ガス
は、内管（ｌｂ）下部から上部に流れ、この時にウェハ
■に処理を行ない。

そして上部において外管（１ａ）側にＵターンし、外管
（１ａ）上部から下部方向に流れ排出される。

又、上記のように構成された反応管■内を気密に設定す
る如く蓋体（１３）が着脱自在に設けられている。この
蓋体（１３）上方には、上記ウェハ■を設置したボート
（至）が設けられる。このボートに）には。

上記ウェハ■を多数例えば１００〜１５０枚程度垂直方
向に所定の間隔を設けて積載できる。又、ボートに）は
、耐熱性で処理ガスに対して反応しにくい材質例えば石
英からなっている。そして、このボート（イ）を上記反
応管ω内の予め定められた高さ位置に設定可能で、上記
反応管ω内の熱を逃がさないための保温筒（１４）が、
上記ボートに）と蓋体（１３）との間に設けられている
。

ここで、上記蓋体（１３）は、例えばボールネジとモー
タ等からなる搬送機構■に支持されている。

このことにより、上記蓋体（１３）上方に設けられたボ
ート（へ）が昇降移動可能となっている。即ち、上記ボ
ート（至）は、処理部■と、この処理部■の下方に設け
られた搬送領域０間で移動できる。この搬送領域０では
、保温筒（１４）上にウェハ■を積載したボートに）を
図示しない搬送装置により受は渡しを実行する。

上述したように、ウェハ■を処理する処理部■と、上記
反応管ω内にボート（イ）を搬送する搬送機構■とが構
成されている。

さらにこの装置には、上記搬送領域■に設けられたボー
ト（イ）にウェハ■を積載するための機構が設けられて
いる。この機構は、搬送領域■と隣接している移し替え
領域０に設けられている。この移し替え領域■には、例
えばキャリア■を夫々独立して支持する支持台（１５）
が複数設けられている。

この支持台（１５）には、キャリア■に収容されたウェ
ハ■が水平になるように設置する。また、この支持台（
１５）の周辺には、キャリア■に一枚づつウェハ■の搬
出入を行なう移載機（へ）が設けられている。この移載
機■は、図示しない水平駆動機構に係合されていて、前
後方向にスライドできるようになっている。また、移載
機■先端位置で、ウェハ■を一時的に載置できるように
ウェハ■サイズに適合した溝（図示せず）が設けられて
いる。さらにこの移載機■は、図示しない昇降機構およ
び回転機構に係合されていて、上下方向および周方向の
回転ができる。すなわち、所望する高さ位置に移載機（
ハ）を設定でき、また、キャリア■およびボートに）に
対して対向する位置に移載Ｊａ■を設定できる。

上記のようなキャリア■を支持する支持台（１５）およ
び移載機（ハ）が設けられた移し替え領域■と、この移
し替え領域■に隣接しているボート搬送領域０とは、夫
々の領域から塵や処理ガスの流入を防止するように、所
望に応じて遮断できるようになっている。すなわち、移
し替え領域０と搬送領域■とは、ウェハ■の移し替えを
行なう開口（１６）を除いて壁で区切られていて、上記
開口（１６）には、シャッター（１７）が設けられてい
る。このシャッター　（１７）は、厚さ例えばｌｏｍ＋
ａの透明強化ガラス製で、閉めた状態でも反対側が監視
できるようになっている。また、このシャッター（１７
）は、上端が駆動機構例えばエアシリンダー（１８）に
係合されていて、横方向にスライドできるようになって
いる。そして、上記シャッター（１７）は上端のみで支
持されているために、傾いてしまうことがある。このこ
とに対応して、支持位置には、スプリングとネジを使用
した傾度調整機構（１９）が例えば４箇所に設けられて
いて、この４点でシャッター（１７）の傾きを調整して
いる。さらに、このシャッター（１７）には。

上記間０（１６）の大きさに対応して、ガラスの周縁に
枠（２０）が設けられている。この枠（２ｏ）は、厚さ
例えば５ａｍ幅例えば１０ｍ＋のＳＵＳにテフロン（商
品名）をコーティングしたものである。

上述したようにＣＶＤ装置が構成されていて、この装置
は図示しない制御部により、動作制御および設定制御さ
れる。

次に、ＣＶＤ装置の動作について説明する。

まず、作業者又はロボットハンド等により、ウェハ■を
収容した複数のキャリア■を支持台（１５）上に設定す
る複数のキャリア■には５例えば処理対象ウェハ、ダミ
ーウェハ、テストウェハごとに収容したものを用いる。

次にキャリア■からウェハ■を搬出するために移載機■
を所望の高さ位置に設定しながら周方向に回転する。そ
して、所定の位置で移載機（へ）を前方向にスライドし
て、ボート（へ）の最上段に設定すべきキャリア■内の
ウェハ■の下面に、移載機（ハ）を設定する。この後、
移載機（８）を所定量上昇し、移載機■上にウェハ■を
一時載霞し、後方向にスライドしてキャリア■からウェ
ハ■を搬出する。そして、搬出したウェハ■をボートに
）の所定の位置に移し替えるため、移載機■を所定の高
さ位置に設定しながら周方向に回転する。この動作と同
時に、移し替え領域０）と搬送領域０との開口（１６）
を遮断しているシャッター（１７）を開く。すなりち、
エアシリンダー（１８）の駆動によりシャッター（１７
）を横方向にスライドし。

開口（１６）を開く、このような状態で、移し替え領域
０にある移載機■を前方向にスライドして、開口（１６
）を通過し、搬送領域０に設けられたボートに）にウェ
ハ■を移し替える。その後移載機■を移し替え領域０に
収容して、上記動作と同様に次のウェハ■をキャリア■
からボート（イ）に移し替える。

このような動作をすべてのウェハ■について行ない、ボ
ート（イ）の所定の位置に所望するウェハを移し替える
。この動作の終了にともない、移し替え領域０と搬送領
域０との開口（１６）をシャッター（１７）により遮断
する。すなわち、エアシリンダー（１８）の駆動により
、シャッター（１７）を横方向にスライドし、開口（１
６）を遮断する。このことにより、移し替え領域０に混
存している可能性のある塵の搬送領域０への流入を防止
でき、また、搬送領域■に漏れる可能性のある処理ガス
の移し替え領域■への流入を防止できる。

次に、半導体ウェハ■への成膜処理を実行する。

上記ボートに）を、搬送機構■により所定量上昇させ、
上記反応管ω内の予め定められた位置に反応管（ト）の
内壁に接触させることなく搬入する。この時、上記反応
管■下端部と上記蓋体（１２）を当接させることにより
、自動的にウェハ■の位置を位置決めすると共に上記反
応管■内部を気密にする。

次に、上記反応管ω内を所望の低圧状態例えば０．１〜
３　Ｔｏｒｒに保つように図示しない真空ポンプで排気
制御する。又、予めヒーター（１０）に電力を印加し、
ヒータ（１０）を所望の温度例えば１ｏｏｏ℃程度に設
定する。そして、上記設定後、上記排気制御しながらガ
ス供給源から図示しないマスフローコントローラ等で流
量を調節しつつ処理ガス例えばＳｉＨ４と０２を反応管
■の内壁（１ｂ）内に、ガス供給管（１１）から所定時
間供給する。すると、反応管■内管（１ｂ）内にｍｌさ
れたウェハ０表面には、下式のに示すＳｉｏ□膜が堆積
する。

ＳｉＨ，＋０□→Ｓｉｎ、　＋　２Ｈ□↑・・・■又、
処理済ガスは、所定のルートにより外管（１ａ）に接続
された排気管（１２）から排気される。このＣＶＤ処理
後、処理ガスの供給を停止し、反応管■内部を不活性ガ
ス例えばＮ２ガスに置換し、常圧復帰する。そして、上
記処理後のウェハ■を積載したボートに）を搬送領域■
に搬送機構■により搬送し処理が終了する。

この後１．シヤツター（１７）をスライドして開口（１
６）を開状態とする。そして、上記で説明したキャリア
■からボートに）への移し替え動作と逆の動作を行ない
、処理後のウェハ■をボートに）からキャリア■に移し
替える。この動作終了後、シャッター（１７）により関
口（１６）を遮断して、一連の動作が終了する。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、シャ
ッターは透明なガラスでなくとも色付きのものでも何れ
のものでも良く、色付きのシャッターを用いると、シャ
ッター状態の確認が容易に行なえる。

また、シャッターは、横方向にスライドするものでなく
とも例えば縦方向にスライドするものでも何れでも良く
、移し替え領域と搬送領域とを所望に応じて遮断できる
ものなら何れでも良い。

さらに、シャッターの駆動は、エアーシリンダーでなく
とも何れでも良く１例えばモータ等を使用したものでも
何れでも良い。

さらにまた、被処理体は半導体ウェハでなくとも何れで
も良く、例えば液晶ＴＶ等に用いられるＬＣＤ基板等で
も良い。

さらにまた、処理装置は、ＣＶＤ装置でなくとも何れで
も良く１例えばエピタキシャル成長装置、拡散酸化装置
等信れでも良く、また、反応管も縦型に限定しなくとも
横型のものでも何れでも良い。

以上説明したようにこの実施例によれば、キャリアに収
容された被処理体を支持体に移し替える手段と、上記支
持体を処理室に搬入して被処理体の処理を行なう装置に
おいて、上記移し替え手段の設けられた領域と支持体を
処理室に搬入する領域とを所望する時に遮断する手段を
設けたことにより、移し替え領域から支持体を処理室に
搬入する領域への塵の流入を防止でき、被処理体への塵
の付着を低減できる。また、歩留まりの向上につながる
。さらに、処理室から処理ガスが漏れた場合や、ボート
搬出時に、炉内の残留ガスの拡散があった場合でも、各
領域を遮断しているので処理ガスによる悪影響を防止で
き安全性の向上にも寄与している。

【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縦型Ｃ
ＶＤ装置の構成図、第２図は第１図のシャッター機構を
説明するための図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャリアに収容された被処理体を支持体に移し替える手
   段と、上記支持体を処理室に搬入して被処理体の処理を
   行なう装置において、上記移し替え手段の設けられた領
   域と支持体を処理室に搬入する領域とを所望する時に遮
   断する手段を具備したことを特徴とする処理装置。