JPH0372649A - 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） 本発明は処理装置に関する。

（従来の技術） 半導体ウェハ製造工程において、熱拡散工程や成膜工程
がある。

上記工程で使用されている熱処理装置は複数枚のウェハ
を処理用ボート（以下、ボートと略記する）に収容し、
このボートを石英製の反応管内に収容し一括処理してい
る。

上記熱処理装置には反応管を横置きにしたものと、縦置
きにしたものがあり、特に、縦置き熱処理装置は占有床
面積が小さくて、クリーンルーム内を有効に使用できる
ので注目されている。従来の縦型熱処理装置は、第６図
に示すように、箱型の筐体ω内に処理炉■とローデング
機構■とが納められている。即ち、この筐体ωの対向し
た側面部に開口部がそれぞれ設けられている。この開口
部、例えば左開口部（１ａ）は、搬送ロボットまたはオ
ペレーターが処理炉■の真下にあるローデング機構■の
蓋体■に処理用ボート０を載置または仮固定するために
開口されている。ここで、上記処理炉■の底部には処理
用ボート■を処理炉■内に収容するために開口部（２ａ
）が設けられている。

上記ローデング機構■には、処理用ボート０の端が載置
または仮固定された蓋体■を昇降させるためのローデン
グ部、例えば回転されるボールスクリュー（３ａ）と、
このボールスクリュー（３ａ）と螺合結合されたナツト
（３ｂ）とで形成されている。

上記蓋体■は、上記ナツト（３ｂ）と直結した保持円板
０に緩衝部材、例えばバネ０の上端に支持する如く固着
されている。ここで、このバネ０は処理炉■の開口部（
２ａ）を蓋体■で塞ぐ時に、双方が衝撃で破損しないよ
うに設けられている。

さらに、上記蓋体■は、上記ボールスクリュー（３ａ）
の軸を中心にして、処理炉■の真下に設けられた処理用
ボート■をウェハ収容位置（８）まで回動（スウィング
）するようになっている。上記ウェハ収容位置■には、
ウェハ０を処理用ボート■に収容されるウェハ取り出し
機構（１０）が設けられている。即ち、オペレーターが
処理炉■の真下に配置された蓋体■に保温筒（１１）を
介して処理用ボート■が設けられている。

上記蓋体■を、ウェハ取り出し機構（ｌＯ）側に回動（
スウィング）し、モしてウェハ■を収容して、さらに上
記処理炉■の真下に戻るようにしているのが一般的に使
用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の処理装置ではローデング機構の保
持円板■に固着されたバネ０の上端に蓋体■を設け、こ
の蓋体■に処理用ボート０の端を支持するので、蓋体■
に設けられた処理用ボート０はバネ０の振動が受けやす
い欠点があった。

しかも、上記蓋体■を処理炉■の真下の位置からウェハ
（９）を授受する位置まで回動するので、この時、処理
用ボート■がバネ０の影響を受け姿勢が傾むいてしまう
。この傾きにより、処理用ボート■のウェハ収容構と、
収容されるウェハ（９）との間に位置誤差が生じてしま
う。この誤差が生じた状態でウェハ（９）を処理用ボー
トに収容させようとするとウェハが破損する恐れがある
という問題があった。

本発明の目的は、上述した問題に鑑みなされもので、ボ
ートに対して被処理体を受け渡す際に、上記処理用ボー
トを安定した状態で支持することが可能な処理装置を提
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） ３− ４− 本発明は、処理炉内を気密保持させる蓋体に被処理体が
収容された処理用ボートを設置し、この処理用ボートを
処理炉内にローデングして処理する装置において、上記
処理用ボートを上記蓋体に設置する位置と、上記処理用
ボートに対して、被処理体を受け渡しする位置との間を
移動させる搬送機構を独立して設けたことを特徴として
いる。

（作用効果） 即ち、処理炉に処理用ボートをローデングする蓋体から
緩衝部材を設けない支持台に移し替えているので、上記
処理用ボートを移動させても処理用ボートが傾むくこと
はなく、被処理体を受け渡しする位置に到達した処理用
ボートに、被処理体を破損させることなく容易に収容す
ることが可能になる。

（実施例） 以下、本発明装置を縦型熱処理装置に適用した一実施例
について図面を参照しながら説明する。

上記縦型熱処理炉の構成は、第１図に示すように、複数
枚の被処理体、例えばウェハ（１２）が収容されている
カセット（１３）を受け入れる搬出入ステージ（一般に
Ｉ１０ステージと称されている）が装置の搬送路側に設
けられている。

上記Ｉ１０ステージ（１４）には、受け入れたカセット
（１３）内のウェハ（１２）のオリフラ合わせを行う装
置、ウェハ（１２）を計数する装置、ウェハ（１２）の
姿勢、例えばウェハ（１２）がＩ１０ステージ（１４）
面と直交した姿勢からＩ１０ステージ（１４）面と平行
の姿勢になるようにカセット（１３）をたてるための起
動機構（１５）が設けられている。さらに、この起し機
構（１５）と対向した位置に、カセット（１３）及びウ
ェハ（１２）を搬送する搬送装置１例えばウェハ取り出
し装置（１６）がθ回転方向、及び昇降方向、移動可能
に設けられている。

上記ウェハ取り出し装置（１６）は、上記起し機構（１
５）で、ウェハ面がＩ１０ステージ（１４）面と平行に
変換したカセット（１３）を筐体（１７）内に設けられ
ているカセット支持台（１８）に搬送する搬送機構（第
２図中１９）と、上記カセット支持台（１８）に搬入さ
れたカセット（１３）からウェハ（１２）を取り出し、
ウ−６＝ エバ授受位置（２０）に到来してきた処理用ボート（２
１）内に収容する収容機構（２２）とが組合って形成さ
れている。

ここで、上記カセット支持台（１８）は、Ｉ１０ステー
ジ（１４）に搬送されたカセット（Ｉ３）位置と直交す
る位置、例えばカセット（１３）のウェハ取り出し口と
、時計廻りに略９０°回動した直交位置が適当である。

しかし、この直交位置では一ケ所しか配列できないので
、上記直交位置を中心に左右に振り分は複数個、例えば
２ケ所設けられるようになっている。この振り分は角度
は必ずしも等角でなくても良く、また上記カセット支持
台（１８）は、上下方向に沿って多段、例えば４段に積
む如く設けられている。

上記４段の各カセット支持台（１８）にカセット（１３
）を収容する場合は、ウェハ取り出し装置（１６）を昇
降させて各カセット段に収容するようになっている。ま
た、ウェハ（１２）を取り出す場合も同じである。

上記搬送機構（１９）は第２図に示すように、Ｉ１０ス
テージ（１４）に設けられたカセット（１３）をウェハ
支持台（１８）に搬送する機構である。即ち、未処理ウ
ェハが収容されたカセット（１３）の両側面を進退可能
な２本のアーム（２３）で把持して、この把持した状態
でウェハ取り出し装置（１６）を時計廻りに半回転させ
てウェハ支持台（１８）に搬送する構成になっている。

上記搬送機構（１９）と反対位置にはウェハ収容機構（
２２）が設けられている。

上記ウェハ収容機構（２２）はカセット（１３）内のウ
ェハ（１２）を取り出して処理用ボート（２１）に搬入
するように設けられている。即ち、ウェハ支持台（１８
）のカセット（１３）内にウェハ取り出しバー（２４）
を進入させて、このウェハ取り出しバー（２４）に吸着
し、ウェハ（１２）をカセット（１３）から取り出した
のち、ウェハ取り出し装置（１６）全体を時計廻り方向
に略半回転させて、蓋体（２５）から到来してきた処理
用ボート（２１）のウェハ収容溝（第３図中２６）と対
向させるようにする。この対向したウェハ− （１２）を上記ウェハ収容溝（２６）に収容するように
ウェハ取り出しバー（２４）を処理用ボート（２１）内
に進入するように設けられている。

上記処理用ボート（２１）にウェハ（１２）を収容する
位置をウェハ授受位置（２０）と称して説明する。

このウェハ授受位置（２０）はＩ１０ステージ（１４）
に搬入されたカセット（１３）中心位置Ｐと、ウェハ取
り出し装置（１６）の回転中心位置Ｑと、処理炉（２７
）の軸心位置Ｓとを通る直線上に設けられている。

上記回転中心位置Ｑと上記軸心位置Ｓとの間に、処理用
ボート（２１）をウェハ取り出し装置（１６）に近づけ
るための回動機構（２８）が設けられている。この回動
機構（２８）は、上記ウェハ取り出し装置（１６）と、
上記蓋体（２５）を設けたローデング機構（２９）との
間付近に回動軸（３０）がローデング機構（２９）の軸
方向と同方向に設けられ、この回動軸（３０）にアーム
（３１）が突設し、このアーム（３１）の先端には、処
理用ボート（２１）の端を支持するように支持面を有し
た支持台（３２）が設けられている。即ち、空の処理用
ボート（２１）を上記支持台（３２）に授受する際、上
記空の処理用ボート（２１）の３種類の位置決めが必要
である。即ち、第３図及び第４図と第５図に示すように
、一つ目はウェハ授受位置（２０）に到来する処理用ボ
ート（２１）の中心と、ウェハ取り出しバー（２４）の
移動方向の中心と合わせる必要がある。

この位置決めをするために、上記支持台（３２）には、
Ｕ字形の切欠き溝が形成されており、このＵ字形に沿っ
て進入された処理用ボート（２１」端の円筒部（２１ａ
）の中心を上記支持台（３２）の中心と合致させるため
に、石英製のチップ（３２ａ）が３ケ所、上記円筒部（
２１ａ）側面と当接するように均等配されている。

即ち、二つ目はウェハ授受位置（２０）に到来する処理
用ボート（２１）のウェハ収容溝（２６）方向と、ウェ
ハ取り出しバー（２４）の移動方向と同方向に合わせる
必要がある。この位置決めをするために、筐体（１７）
の隅のホームポジション（１７ａ）の支持台（３２）上
に処理用ボート（２１）を支持した時、上記処理用ボー
ト（２１）が、ウェハ授受位置（２０）に到来すると、
ウェハ取り出しバー（２４）の移動方向と同方向につエ
バ収容溝（２６）を配置するように予め方向位置決めピ
ン（３２ｂ）が複数、例えば２ケ所設けられている。

ここで、筐体（１７）の隅のホームポジション（１７ａ
）に配設されている支持台（３２）に処理用ボート（２
１）を支持した時の処理用ボート（２１）の方向につい
て述べる。

即ち、第４図に示すようにオペレーターが筐体（１７）
の隅のホームポジション（１７ａ）にある支持台（３２
）に処理用ボート（２１）を支持させるに際し、上記支
持台（３２）に予め設けられている方向位置決めピン（
３２ｂ）に、処理用ボート（２１）の側面の方向位置決
め部（２１ａ）即ち、処理用ボート（２１）の切欠き部
を押し当てることにより方向の位置決めが容易にできる
ようになっている。

この方向の位置で位置決めすると、上記支持台（３２）
がウェハ授受位置（２０）に到来した時、上記処理用ボ
ート（２１）のウェハ収容溝（２６）はウェハ取り出し
バー（２４）の移動方向と同方向に配置されるようにな
っている。予め方向位置決めピン（３２ｂ）が複数、例
えば２ケ所設けられている。

即ち、三つ目はウェハ授受位置（２０）に到来する処理
用ボート（２１）のウェハ収容溝（２６）と、ウェハ取
り出しバー（２４）に設けられたウェハ（１２）面との
間に傾きが生じないように、処理用ボート（２１）の垂
直度を調整する必要がある。この垂直度を調整するため
に、上記支持台（３２）には調整機構（３２ｃ）が３ケ
所均等配されている。この調整機構（３３）は処理用ボ
ート（２１）の端が石英製のチップ（３２ｃ）で処理用
ボート（２１）の荷重を受けるように設けられている。

上記石英製のチップ（３２ｃ）は、支持台（３２）の表
面から裏面に向けてネジ孔が貫通されている。このネジ
孔に上下動可能なネジを螺合している。このネジの上端
には上記石英製のチップ（３２ｃ）が固着されている。

このネジを回転させることにより、上記処理用ボート（
２１）の垂直度を調整するようになっている。

さらに、回動機構（２８）は処理炉（２７）の真下の蓋
体（２５）に支持された空の処理用ボート（２１）を、
こ１１− １２− の蓋体（２５）から授受し、ウェハ授受位置（２０）ま
で回動し、ウェハ（１２）を処理用ボート（２１）に収
容し、再び、上記蓋体（２５）上まで回動し、蓋体（２
５）に処理用ボート（２１）を受け渡したのち、筐体（
１７）の予め定められた隅、即ち、ホームポジション（
１７ａ）に戻している。しかし、このホームポジション
（１７ａ）に戻さないで、例えばウェハ授受位置（２０
）近傍に停止させておくことも可能である。この場合、
ウェハ取り出し装置（１６）が回動するため一定の間隔
を必要とするので、このウェハ取り出し装置（１６）の
位置と処理炉（２７）の真下の蓋体（２５）が設けられ
ている位置（Ｓ）との間隔を広くすることになる。この
間隔を広くすると装置の小型化が困難となるため、小型
化する場合には、上述した筐体（１７）の隅に設けてい
る方が好ましい。

上記処理炉（２７）は、筐体（１７）の右側上方に石英
製の反応管（図示せず）が設けられている。この反応管
の底部には、処理用ボート（２１）が収容、即ち、ロー
ド・アンロードするための開口部（図示せず）が開口さ
れている。この反応管の周縁には熱部、例えばヒーター
が囲繞する如く設けられている。

上記開口部と対向して蓋体（２５）が設けられている。

この蓋体（２５）の上面には、処理用ボート（２１）の
端を支持する支持部を有した保温筒（図示せず）が立設
されている。

上記蓋体（２５）の裏面には緩衝部材、例えばバネ（図
示せず）が設けられている。このバネの底端は保持円板
（図示せず）に固着されている。この保持円板（図示せ
ず・）の側部にはアームが設けられ、このアームはロー
ド・アンロードするローデング機構（図示せず）に設け
られている。このローデング機構の駆動は制御部の指示
により、蓋体（２５）上の処理用ボート（２１）を反応
管内とロード・アンロードするようになっている。

次に動作について説明する。

処理炉（２７）の真下に配置された蓋体（２５）を最底
部まで降下させる。

筐体（１７）のホームポジション（１７ａ）位置に停止
している支持台（３２）にオペレーターが空の処理用ボ
ート（２１）を設置する。この時、上記処理用ボート（
２１）の軸中心と上記支持台（３１）の軸中心とが合致
すると共に、処理用ボート（２１）の方向位置も位置決
めも完了する。さらに、上記処理用ボート（２１）の垂
直度も決められている。

上記処理用ボート（２１）を設置した支持台（３２）は
ウェハ授受位置（２０）まで回動して停止する。この時
は、ウェハ収容溝（２６）方向がウェハ取り出しバー　
（１６）の移動方向と同方向になっている。

一方、ウェハ取り出し装置（１６）はＩ１０ステージ（
１４）に搬入された複数のカセット（１３）を、各カセ
ット支持台（１８）にカセット（１３）毎収容する。即
ち、１ケ所のカセット支持台（１８）が４段で２列設け
られているので、８個のカセットが各カセット支持台（
１８）に収容する。

上記各カセット（１３）から順次ウェハ（１２）を取り
出し、上述したウェハ授受位置（２０）の処理用カセッ
ト（１３）内に順次収容する。この時、ウェハ（１２）
を１枚づつ取り出して１枚づつ処理用ボート（２１）に
収容する場合と、スループットを向上させるために複数
のウェハ取り出しバー、例えば５本のウェハ取り出しバ
ーを用いて１回について５枚づつ処理用カセット（１３
）に収容することも可能である。

上記処理用カセット（１３）に所定枚数収容すると回動
機構（２８）によって処理部（２７）の真下に配置され
ている蓋体（２５）上空位置まで回動する。この上空位
置の処理用ボート（２１）を蓋体（２５）に移し替える
ために、上記蓋体（２５）を所定の位置まで上昇させて
蓋体（２５）に処理用ボート（２１）を授受させるよう
にする。

上記支持台（３２）は回動機構（２８）によって筐体（
１７）の隅のホームポジション（１７ａ）に戻しておく
。

上述したように処理用ボート（２１）にウェハ（１２）
を収容したのち、ローデング機構（２９）で上記処理用
ボート（２１）を反応管（図示せず）内に収容する。

そして、上記反応管内に所定ガスを導入し、かつ、ヒー
ターで加熱して所定の処理を行う。

上記実施例では処理用ボートを回動機構で移動するよう
に記載したが、これに限定されるものではなく直線移動
機構であっても良い。

５− １６ 上記実施例では縦型熱処理装置に適用して説明したが、
これに限定されるものではなく縦型の処理装置、例えば
プラズマ装置、ＣｖＤ装置等でも十分に使用できる。

上記実施例ではバネを介在して設けられた蓋体から、バ
ネが不用の処理用ボートの支持台に移し替えてウェハを
上記処理用ボートに収容しているので、バネによる振動
、または揺動が上記処理用ボートに生じない。従って、
処理用ボートに設けられているウェハ収容溝とウェハ取
り出しバー上のウェハ面との平行が保たれる。平行が保
たれるので、ウェハ収容溝にウェハをスムーズに収容さ
せることが可能となる。

上記実施例では処理炉に処理用ボートをローデングする
ローデング機構と処理用ボートにウェハを収容するため
にウェハ授受位置まで搬送する搬送手段を独立させてい
るので、上記蓋体に設けられたバネの作用が処理用ボー
トの移動中にも影響されることなく、またウェハを収容
する際にも同様に影響されない。従って、ウェハ収容時
のウェハの破損、処理用ボートの破損、ウェハ取り出し
装置の破損が極めて少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を縦型熱処理装置に適用した一実施
例を説明するための全体説明図、第２図は第１図のウェ
ハの搬送経路を説明するための機構説明図、第３図は第
１図の処理用ボートの支持位置を説明するための処理用
ボート説明図、第４図は第１図の回動機構を説明するた
めの機構説明図、第５図は第１図の回動機構に設置した
処理用ボートのウェハ収容溝の位置関係を説明する支持
台説明図、第６図は従来の縦型熱処理装置を説明するた
めのローデング機構説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 処理炉内を気密保持させる蓋体に被処理体が収容された
   処理用ボートを設置し、この処理用ボートを処理炉内に
   ローデングして処理する装置において、上記処理用ボー
   トを上記蓋体に設置する位置と、上記処理用ボートに対
   して被処理体を受け渡しする位置との間を移動させる搬
   送機構を独立して設けたことを特徴とする処理装置。