JPH04125948A - 熱処理方法 - 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】 ［発明の目的コ （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） 一般の熱処理方法においては、外部からウェハを収納し
たキャリアをロボットで取り込み、このロボットでキャ
リアを設置台上に載置し、その後、別のロボットでキャ
リア内のウェハを取り出してボート内に収納し、このボ
ートを炉内に挿入して熱処理を行う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の熱処理方法では、ロボ
ットでキャリアを設置台に載置しても、正確な位置決め
をしていないので、別のロボットでウェハをうまく取り
出すことができないことがあるという問題を有する。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、キャリア載置台上でキャリアの
正確な位置決めを行うことができる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） 前述した目的を達成するために本発明は、縦型炉の下方
から多数枚のウェハを搭載したボートのローディングを
行い熱処理を行う熱処理方法において、前記ボートとウ
ェハキャリア間で前記ウェハの移し替えを行うに際し、
前記キャリアを予め定められた位置に仮固定状態にして
前記ウエハの移し替えを行うことを特徴とする。

（作用） 本発明では、ウェハの移替えを行うに際し、キャリアを
予め定められた位置に仮固定状態にするので、異なるロ
ボットによりウェハ移替え操作を正確に実行できる。

（実施例） 以下、本発明を半導体ウェハの熱処理工程に使用した一
実施例を図面を参照して説明する。

まず、熱処理装置の構成を説明する。

この装置は、たとえば第１図および第２図に示すように
、縦型熱処理炉で、軸方向を垂直軸とする反応管１から
成る処理部２と、この処理部２に設定可能な基板、たと
えば半導体ウェハ３を板厚方向に複数枚、たとえば１０
０〜１５０枚所定間隔を設けて収納可能な処理用容器で
あるボート４と、このボート４を上記反応管１内に搬入
出する如く昇降可能な昇降機構５と、この昇降機構部５
が下降した位置とウェハ移替部２２とボート載置部４２
の間で上記ボート４を支持して移動可能なボート移動機
構６と、上記ウェア１３を複数枚、たとえば２５枚単位
に収納可能なキャリア７を複数個設置可能なキャリア設
置台８と、キャリア設置台８に設置されたキャリア７お
よび上記ボート４間でウェハ３の移替えを行う移載機９
と、上記キャリア７をこの装置と外部の搬送ロボットと
の間で受渡しを行う搬入搬出機構、たとえば搬入搬出ボ
ート１０と、この搬入搬出ボート１０および上記キャリ
ア設置台８の間でキャリア７の搬送を行う搬送機１１と
反応ガスを供給する処理ガス供給部７０と真空ポンプ等
より構成される真空排気部６０と熱処理工程およびウェ
ハ移載等をコントロールするプロセスコントロール部５
０とから構成されている。

上記処理部２には第２図に示すように、耐熱性を有し処
理ガスに対して反応しにくい材質、たとえば石英ガラス
から成る上面が封止された筒状反応管１が設けられ、こ
の反応管１内に上記ボート４を設置可能な如くボート４
より大口径で縦長に形成されている。このような反応管
１の周囲には、この反応管１内部を所望する温度、たと
えば６００〜１２００℃程度に加熱可能な加熱機構、た
とえばコイル状ヒータ１２が上記反応管１と所定の間隔
を設けて非接触状態で巻回されている。このような反応
管１には、図示しないが反応管１内壁に沿って下部から
上方に延びたガス供給管が配設されており、処理ガス供
給部７０内の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。そして、上記反応管
１の下部には排気管１４が接続され、この排気管１４に
は、上記反応管１内を所望の圧力に減圧および処理ガス
を排出可能な真空排気部６０内の真空ポンプ（図示せず
）に接続されている。

上記のように構成された処理部２の反応管１内を気密に
設定する如く、反応管１下端部と当接可能な蓋体１５が
設けられている。この蓋体１５は上記昇降機構５上に載
置され、駆動機構たとえばボールネジ１６の駆動による
ガイド１７に沿った昇降により、上記反応管１下端部と
の当接が可能とされている。この蓋体１５の上部には、
保温筒１８が載置され、さらに、この保温筒１８上に耐
熱性および耐腐食性材質、たとえば石英ガラス製のボー
ト４がほぼ垂直状態で載置可能とされている。

上記ボート移動機構６は、半円環状のアーム１９が回転
軸２０に軸着し、回転軸２０は図示しない移動機構によ
り上下移動と図示しない回転機構により回転軸２０を中
心に回転が可能とされている。ボート移動機構６の回転
と上下移動により上記昇降機構５が下降した位置とウェ
ハ移替部２２とボート載置部４２の間で上記ボート４を
支持して移載可能となっている。

上記搬送機１１と上述した移載機９は同一基台（図示せ
ず）に搭載され、回転軸に軸着し、ボールネジ（図示せ
ず）の駆動により昇降する。この移載機９の両端にはガ
イドレール３６に沿ってスライド移動可能な一対のキャ
リア支持アーム３７ｇ、３７ｂが設けられている。この
キャリア支持アーム３７ａ、３７ｂは互いに平行状態に
設けられて連動駆動するようになっており、このキャリ
ア支持アーム３７ａ、３７ｂは、図示しない駆動機構、
たとえばモータによりスライド移動可能とされている。

上記キャリア設置台８は、縦方向に複数個、たとえば４
個のキャリア７をそれぞれ載置可能である。

第３図は、キャリア設置台８の１つを側面から見たもの
で、このキャリア設置台８は上部に当接部８１を存する
架台８３が固設され、固定された基台８５にエアーシリ
ンダー８７が固設されて、このエアーシリンダ８７のロ
ッド８９が架台８３および他のキャリア設置台８に設け
られた架台（図示せず）を摺動可能に貫設される。

ロッド８９には貫通棒９７が設けられ、この貫通棒９７
はキャリア７の２辺を押圧するロック部材９３の穴９５
に嵌合される。このロック部材９３は軸９１に軸支され
る。

図示しない他のキャリア設置台８も上記と同様に構成さ
れ、１つのエアーシリンダ８７で４段に設けられたキャ
リア設置台８のロック部材９３を同時に駆動可能に構成
している。

このキャリア設置台８および上記移載機９および搬送機
］１の上方には、ファン５３を備えた、たとえばＨＥＰ
ＡフィルターあるいはＵＬＰＡフィルター等のフィルタ
ー５４が設けられており、上記ウェハ移替え時にウェハ
３上に清浄化されたエアーのみを供給することにより、
上記ウェハ３の汚染を防止する構造となっている。

上記ボート載置部４２にはボート４の下部と嵌合してこ
のボート４を垂直に保持する載置台４４が設けられてお
り、この載置台４４は図示しないモータとボールネジの
駆動によりレール４６上を平行に移動可能なように構成
されている。

上記ウェハ移替部２２には載置台４４と同様にボート４
を垂直に保持する載置台２４が設けられており、この載
置台２４は図示しない移動機構により上下移動可能なよ
うに構成されている。

上記載置台２４上部には第４図に示すように、ボート４
の上端部を保持する支持部材２６が図示しない移動機構
により上下移動可能に設けられている。このようにして
熱処理装置が構成されている。

次に、上述した熱処理装置の動作作用、およびウェハの
移替え方法を説明する。

上記搬入搬出ボート１０のキャリア１７を、搬送機１１
によりキャリア設置台８に搬送する。

この時、ロック部材９３は第３図の２点鎖線で示す位置
にある。次に、エアーシリンダ８７が駆動され、ロッド
８９がＡ方向に移動する。ロッド８９がＡ方向に移動す
ると、ロック部材９３は軸９１の回りをＢ方向に回転し
、図中実線で示す位置に来る。このロック部材９３の移
動に応じてキャリア７は図中２点鎖線の位置から実線の
位置に来る。この時、キャリア７の下端に設けられた突
出部９９が架台８３の当接部８１と当接する。

このように、キャリア７は突出部９９が当接部８１に当
接し、また後端がロック部材９３で押圧され、架台８３
に仮固定されると、キャリア７は予め定められた正確な
位置に設けられたことになる。

仮固定手段は、キャリアの底部でロックする手段につい
て説明したが、キャリアの側壁を把持しても吸着しても
よい。

次に、上記移載機９の５枚用の支持機構あるいは１枚用
の支持機構により、キャリア７内に収納されているウェ
ハ３を５枚づつ、あるいは１枚づつ上記ボート４に移替
える。この時、必要に応じてモニタ用ウェハあるいはダ
ミーウェハを移替えてもよい。この移替えを行うに際し
、上記ボート４はウェハ移替部２２の載置台２４に垂直
に保持され、この載置台２４は図示しない上下移動機構
により上方へ移動され、または、支持部材２６が図示し
ない上下機構により下方へ移動し、ボート４の上端部が
支持部材２６によって保持され、この位置にて移替えが
行われる。

このように、キャリア７を予め定められた位置に仮固定
すると、ウェハ移替えロボットが別のロボットであって
も、自動的にウェハの移替え操作を実行できる。

そして、上記移替えが終了すると載置台２４は上記上下
移動機構により下方へ移動され、または支持部材２６か
上方へ移動し、ボート４の上端部は支持部材２６より開
放された状態となる。

次に、ボート移動機構６が回転しアーム１９はボート４
の下部凹部に嵌合される。

第４図に示すように、ボート移動機構６のアム１９を１
方に移動、またはウェハ移替部２２の載置台２４の図示
しない上下機構を下方に移動し、ボート４をウェハ移替
部２２の載置台２４より離脱させる。

次に、アーム１９を回転しボート載置部４２の上方へボ
ート４を移動し、アーム１９を下方へ移動１〜ボート４
をボート載置部４２へ移載する。

次に、ボート載置部４２の載置台４２を平行に移動しア
ーム１９がボート４から開放される状態とする。

次に、反応管１内にあり、所定の熱処理を施されたウェ
ハ３を収容する上記説明とは別のボート４は、昇降機構
５により下方に移動される。

第４図に示すように、昇降機構５上の保温筒１８に載置
されたボート４の下部凹部にアーム１９を回転載置しア
ームを上方へ移動、または昇降機構５を下方へ移動し保
温筒１８からボート４を離脱させる。

このボート４をアーム１９の回転によりウェハ移替部２
２へ移動し上記と同様の方法により載置台２４に載置し
、移載機９により上記とは逆にボート４からキャリア７
内に処理済みのウェハ３を移替える。そして、上述した
搬入搬出ボート１０から上記キャリア７を無人搬送車等
により外部に搬送する。

次に、アーム１９はボート載置部４２へ旋回し待機し、
載置台４４上に載置されたキャリア７から移替えられた
ウェハ３を収納したボート４がレール４６上を移動し、
上記ボート４の下部凹部にアーム１９が嵌合される。

アーム１９を上方に移動しボート４を載置台から離脱さ
せ、アーム１９を回転させ昇降機構う上に載置された保
温筒１８上に移動し、ボート４と保温筒１８の軸心が一
致した状態でアーム１９を下げ、または昇降機構５を上
方に移動し、ボート４を保温筒１８に載置し、アーム１
９をボート載置部４２上方に退避させ昇降機構５を上昇
させる。

この上昇により上記蓋体１５を反応管１下側部に当接さ
せ、反応管１内部を気密に設定すると同時に、上記ボー
ト４を反応管１内に設置する。そして、ヒータ１２によ
り反応管１内を所望する温度および温度分布で加熱制御
し、この状態で所定の処理ガスをガス供給管（図示せず
）から反応管１内に供給し、所定の酸化、拡散、ＣＶＤ
処理等を施す。

この処理終了後、処理ガスの供給を停止し、必要に応じ
て上記反応管１内を不活性ガス、たとえばＮ２ガスに置
換した後、上記昇降機構５によりボート４を下降させ処
理が終了する。

かくして本実施例によれば、キャリアを仮固定状態とす
るので、キャリアの正確な位置決めを行うことができる
。

したがって、移載機９の支持機構でキャリア設置台８の
キャリア内のウェハを移し変える際、支持機構が正確に
キャリア内の所定位置に挿入され、ウェハを移し替える
ので、ウェハの移載のミスを防止できる。

なお、上記実施例においては、縦型熱処理装置に適用し
たがこれに限定するものではなく、たとえば横型熱処理
装置に適用しても同様な効果を得ることができる。

また、上記実施例においては、被処理体に半導体ウェハ
を用いたが、これに限定するものではなく、たとえば液
晶ガラス基板やセラミック基板等を処理する装置に適用
してもよいこはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ウェハの移し替え
を行うに際し、予め定められた位置にキャリアを仮固定
状態とするので、異なるロボットによりウェハを正確に
移替えできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明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３図はキャリア載置台８
の一部拡大側面図、 −ト移載説明図である。 ３・・・・・・・・ウェハ ４・・・・・・・・・ボート ７・・・・・・・・・キャリア ８・・・・・・・キャリア設置台 ８１・・・・・・・・・当接部 ８３・・・・・・・・・架台 ８７・・・・・・・・・エアシリンダ ８９・・・・・・・・・ロッド ９３・・・・・・・・・ロック部材 ９９・・・・・・・・・突出部 第４図はボ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 縦型炉の下方から多数枚のウェハを搭載したボートのロ
   ーディングを行い熱処理を行う熱処理方法において、 前記ボートとウェハキャリア間で前記ウェハの移し替え
   を行うに際し、前記キャリアを予め定められた位置に仮
   固定状態にして前記ウェハの移し替えを行うことを特徴
   とする熱処理方法。