JPH02219220A

JPH02219220A - 熱処理方法及び熱処理装置

Info

Publication number: JPH02219220A
Application number: JP3975589A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kato; 加藤　充男; Masahiro Yamazaki; 正裕山崎; Hirobumi Kitayama; 博文北山
Original assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1990-08-31
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JP2648751B2

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、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。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。

上記縦型炉は、垂直方向に立設した筐体の上方に、開口
部を底面側に向けた熱処理炉を配置し。

下方にこの熱処理炉の開口部からボートを収容するロー
デング機構を配置している。上記ローデング機構は半導
体ウェハ（以下、ウェハと略記する）が収納されたボー
トを垂直にターンテーブルに設け、さらに、このターン
テーブルをサセプタに載置し、このサセプタを上下方向
に昇降して上記熱処理炉内部にボートをロード・アンロ
ードしている。

このような技術を提案したものとして特開昭５８−９２
２２０号公報、特開昭６２−２９８１０７号公報等多数
に開示された方法がある。従来熱処理方法において処理
炉内にボートを収容する際に、先ず、第４図（ａ）に示
すように２種類のボート（１）に対する偏芯（たわみ）
検出している。一種類は処理炉（２）の軸心から一定距
離り離わた授受位置■で図示されないウェハカセットか
ら、上記ボート（υ内に収納する前に、上記ボートのに
偏芯（たわみ）が無いかを確かめるため偏芯を検出して
いる。

他種類は、上記ボート■からウェハカセットに移し替え
る前に、上記ボート（ト）の偏芯（たわみ）を検出して
いる。

上記ボート■の偏芯（たわみ）を検出する方法は、第４
図（ｂ）に示すように立設したボート（ト）の上面の中
心軸と同軸に石英の円板（イ）が設けられている。この
円板０）には検出センサ（ハ）、例えば発光素子（５ａ
）の発光ビーム０が通過する際に受光素子（５ｂ）に入
光されるように空隙溝■が、上記ボート（１）の中心軸
を通って、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ開口されてい
る。

上記円板（イ）のＸ軸方向及びＹ軸方向の延直線上の外
周には発光素子（５ａ）及び受光素子（５ｂ）が対応し
て配置されている。

そして、上記空隙溝■に発光ビーム（０を通過させて上
記ボート（υのたわみを検出することが可能なわけであ
る。

さらに、上記ボート（Ｄの高さ位置を検出するためにボ
ート（ト）の最上段のウェハ収納棚溝（８）と一定の高
さを定めた基準面（８ａ）を設け、この基準面（８ａ）
を検出する検出センサ０が別に配置されている。

このような構成の検出方法であっても、たわみを検出す
ることが可能である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来の熱処理方法では、ボー１−に設け
られた円板が熱変形に弱いため、変形し、空隙溝が、塞
がれてしまい効率のよい偏芯の検出が行えなかった。

しかも、従来の熱処理方法では、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向
の双方に検出センサを設けなければならず、また調整が
困難であった。

＝４− 本発明は上記問題に対処してなされたもので、ボートの
検出効率の高い、しかも、検出が易容な熱処理方法を提
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）本発明はボートに配列された複数の被処理体を熱処理す
る方法において、細心と同軸的に設けられた基準治具を有するボートを予
め定められた位置に設定する工程と、外周の予め定めら
れた位置に偏芯検出光路を形成する工程と、上記基準治
具の偏差の状態を上記偏芯検出光路により判別する工程
と、この工程により得られた偏芯状態を位置に調整して
処理炉にボートを搬入する工程とを具備したことを特徴
としている。

（作用効果）即ち、本発明によれば、基準治具の外周の偏芯を偏芯検
出光路で検出するので、上記円板が少し熱変形しても、
上記検出センサの位置を調整することができ、ボートの
寿命を延命することができる。

（実施例）以下、本発明の方法シリコンエピタキシャル成長装置に
適用した一実施例について、図面を参照して具体的に説
明する。

上記縦型炉は、第１図に示すように軸方向を垂直軸とす
るプロセスチューブ（１１）を有し、このプロセスチュ
ーブ（１１）は、第１図に示すように、外筒（１２）と
内筒（１３）とから成り、内筒（１３）の周面には多数
の孔（１４）が形成されている。また、この内筒（１３
）には、プロセスガスの導入管（図示せず）がその下端
より上端に向かって挿入支持されており、内ｗＪ（１３
）内にプロセスガス等を導入可能となっている。そして
、このプロセスガス等の排気としては、上記内筒（１３
）に形成された孔（１４）を介して外筒（１２）に導び
き、外筒（１２）の下端に接続されているガス導出管（
図示せず）を介して排気するようになっている。

上記プロセスチューブ（１１）の周囲には、加熱手段と
して、例えば電気抵抗式ヒータ（１５）を配置している
。なお、図示しないが、上記ヒータ（１５）の周囲には
断熱材がこれを包囲するように配置されている。

上記プロセスチューブ（１１）内には、図示しない半導
体ウェハを水平状態で、かつ、上下で離間した状態で複
数枚配列支持した石英ボート（１６）を、垂直方向に沿
って搬入可能であり、また、このボート（１６）の下端
には、ボート（１６）を炉芯に位置させるための保温筒
（１７）が配置され、この保温筒（１７）を上下動して
上記ボート（１６）をプロセスチューブ（１１）に対し
てロード、アンロードするローデング機構（１８）が設
けられている。尚、この保温筒（１７）を回転自在に構
成することができ、温度、ガスの均一性を向上すること
が可能である。

上記ローデング機構（１８）は第２図に示すようにプロ
セスチューブ（１１）の軸方向に昇降駆動、例えばボー
ルスクリュー（１９）にナツト（２０）を螺合結合させ
、このボールスクリュー（１９）を駆動モータ（図示せ
ず）により回転させて昇降駆動するための中心軸を同軸
としたサセプタ（２１）と、このサセプタ（２１）の上
面に昇降方向に対して直交した方向にθ回転するターン
テーブル（２２）とから構成されている。

さらに、上記ボールスクリュー（１９）の配置は、プロ
セスチューブ■の中心軸位置（２３）と、搬入側のボー
ｈ（１６）を授受する授受位置（２４）との間を扇形状
に回動する位置に立設されている。

ここで、本実施例の特徴的構成は、ボーｈ（１６）が熱
変形する。この熱変形によって、たわんだ量が許容範囲
内のたわみ量であるか、否かを検出するものである。

即ち、第２図（ｂ）に示すように、上記ボート（１６）
上面の中心に円板例えば、直径の異なる円板を重ねる如
く一体に形成された石英製の直径６０＋ｎｍｘ外直径１
００ｍＸ厚３０＋ｎｍ　の円板（２５）が設けられてい
る。

上記ボート（１６）が、第３図（ａ）に示すように、上
記授受位置（２４）に停止しているサセプタ（２１）上
の保温筒（１７）に載置した際に、上記ボー１〜（１６
）が偏芯しているか、また上記ボーｈ（１６）がたわみ
を生じているかを検出するための検出センサ（２６）が
設けられている。

即ち、上記円板（２５）の接線方向の延長線上に、上記
検出センサ（２６）例えば発光素子（２６ａ）及び受光
素子（２６ｂ）とからなる発光受光センサ（２６）がそ
れぞれ左右対称に設けられている。

従って、上記ボート（１６）をターンテーブル（２２）
の駆動で回転すると、このボート（１６）上面に設けら
れた円板（２５）が、上記ボート（１６）の接線方向の
延長線上に設けられた発光受光センサ（２６）によって
上記円板（２５）の外周の凹凸を、発光ビーム（２７）
の通過および遮断によって検出する。ここで、上記発光
ビーム（２７）が遮断されると、上記ボート（１６）偏
芯またはたわみ量が許容範囲外であるため、交換を必要
とすることになり、自動的にサセプタ（２１）の上昇を
停止させる信号をコントローラに向けて送信するか、ま
たはオペレータに知らせるためのシグナルを発振するよ
うになっている。

次に縦型反応炉にボートが収容する動作について説明す
る。

先ず、授受位置（２４）に到来したサセプタ（２１）上
の保温筒（１７）にボート（１６）を搬入するための、
図示されないハンドリングアームで載置する。

このハンドリングアームはローデング機構（１８）にボ
ート（１６）を受は渡すと、自動的にハンドリングアー
ムのホームポジションに戻る。

上記ローデング機構（１６）側の保温筒に載置されたボ
ート（１６）をコントローラからの指令により。

ターンテーブル（２２）の駆動で一回転する。

この回転により、発光受光センサ（２６）で、円板（１
６）の凹凸を検出する。

例えば第２図に示すようにサセプタ（２１）及び保温筒
（１７）の中心軸（１７ａ）からたわみ量δが生じた場
合にこのたわみ量δがボート（１６）を回転した時、発
光ビーム（２７）を円板（２５）凸部で遮断する。

この遮断により発光受光センサ（２６）の信号回路によ
って、予め定められたプログラムにより、ローデング機
構（１８）を停止させる。また、発光ビーム（２７）が
通過するとボート（１６）の円板（２５）に凹凸は許容
範囲内であると予め定められたプログラムにより自動的
にローデング機Ｗ　（１８）が駆動し、サセプタ（２１
）の上面を、プロセスチューブ（１１）の開口部を閉塞
する。

上記実施例の効果はボートに設けた円板をボートを回転
させて、上記円板の外周の凹凸を発光受光センサで検出
した構成なので、上記円板の形状が熱変形されにくい構
造でありボートの寿命を延命することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法をシリコンエピタキシャル成長
装置に適用した一実施例を説明するための全体構成概略
図、第２図乃至第３図は第１図に用いたボートのたわみ検出
を説明するためのボート及びセンサの構成説明図、第４図は従来のたわみ検出を説明するためのボート及び
センサの構成説明図である。７・・・空隙溝　　　　　　１１　　プロセスチューブ
１５・・ヒータ　　　　　　　１６・・・ボート１７・
・保温筒　　　　　　１８・・・ローデング機構２トサ
セプタ２３・・中心軸位置２５・・円　板２７・・・発光ビーム

Claims

【特許請求の範囲】ボートに配列された複数の被処理体を熱処理する方法に
おいて、軸心と同軸的に設けられた基準治具を有するボートを予
め定められた位置に設定する工程と、外周の予め定めら
れた位置に偏芯検出光路を形成する工程と、上記基準治
具の偏差の状態を上記偏芯検出光路により判別する工程
と、この工程により得られた偏芯状態を位置に調整して
処理炉にボートを搬入する工程とを具備したことを特徴
とする熱処理方法。