JPH04196414A - 熱処理装置及びそのメンテナンス方法 - 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］ （産業上の利用分野） 本発明は、熱処理装置に関する。

（従来の技術） 内部に複数のキャリアが移動可能に設けられるキャリア
移動機構部（搬入搬畠ボート）と、このキャリア移動機
構部と合体可能であって合体時にこのキャリア移動機構
部からキャリアを取り出しこのキャリア内のウェハをボ
ートに載置して炉内に挿入し熱処理を行う炉本体を具備
する熱処理装置に関するものとして、本発明者は特願平
２−５９１５５　（９０−００１３）を出願している。

（発明が解決しようとする課題） この出願における縦型熱処理装置は、炉本体内に常にウ
ェハボートを有するのであるが、炉本体のメンテナンス
時には炉本体からボートを取り外す必要がある。

また、複雑なウェハの移替機構を内蔵しているためメン
テナンスが容易に実行できる機構が要望されている。

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メンテナンスを容易に実行できる
ようにした熱処理装置を提供することにある。

［発明の構成コ （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、本発明は被処理体が収
納されて搬送されるキャリアから熱処理用容器へ被処理
体を移載する自動移載部を設け、この移載部で移載後上
記容器を熱処理炉に自動的に搬入し熱処理を行う熱処理
装置において、装置を構成する筐体にメンテナンス開口
を設け、このメンテナンス開口に上記キャリアの授受部
を取脱自在に設け、メンテナンス時、キャリアの授受部
を取脱して行うように構成したことを特徴とする。

（作用） 本発明では、キャリアの授受機構を着脱自在な構成にし
、メンテナンスを容易に実行できる構造に構成したもの
である。

（実施例） 以下、本発明装置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ボート４と、
このボート４を上記反応管１内に搬入口する如く昇降可
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
ハ３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
でウエノ＼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
う搬入搬用機構、たとえば搬入搬出部１０と、この搬入
搬出部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ニ／１移載等をコントロール
するプロセスコントロール部５０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
とえばコイル状抵抗加熱ヒータ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（ｆ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（する。

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（する。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３７ａ、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り、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１１の上方
には、ファン５３を備えた、たとえば１（ＥＰＡ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、上記ウエ
ノ＼３の汚染を防止する構造となっている。

また、第３図（ａ）に示すように、搬入搬出ボートベー
ス３０（以下、ベースと称す。）には、ウェハキャリア
をベースに保持するための互いに向い合うクランプ３１
ａ、３１ｂか設けられている。該クランプはエアーシリ
ンダ３２によってウェハキャリア７を挟持する方向に駆
動し、クランプ３１ａの先端にはウェハキャリア７の凸
部に嵌合する凹部が設けられている。ベース３０は回転
軸３３により９０度回転可能な構造になっている。

また、搬入搬出ボート１０内部にはウエノ１キャリア７
内のウェハ３のオリエンテーションフラットの方向を同
一にするための回転ローラー３４が設けられている。こ
の回転ローラー３４はウエノ＼キャリア７の底部に露出
したウエノ＼端面と接触するように該ローラ一部分か移
動機構（図示せず）により移動可能になっている。

上記回転ローラー３４と同様に、ウニ／’％キャリア７
内のウェハの枚数を数えるウエノ１カウンター３５か設
けられており、上記ウエノ＼カウンター３５には投受光
センサ３８か配列されウエノ＼キャリア７の底部近傍へ
移動機構（図示せず）により移動可能になっている。

第４図は、本体１００を搬入搬出部１０側から見た斜視
図である。炉本体１００に搬入搬出部１０が着脱自在に
設けられ、取脱した時本体１００のメンテナンス開口が
露出するように構成される。

炉本体１００の下方には突出部１０１が突設され、この
突出部１０１の上面に一対のレール１０３が設けられる
。

搬入搬出部１０はその底面に４個のローラ１０７を有し
ており、またその下方には溝１０８を有している。この
溝１０８の画側面にレール１０３上を回転移動するため
の車輪１０５が設けられている。

第５図はレール１０３と車輪１０５の正面図であり、レ
ール１０３の突出部が車輪１０５の切り込みに噛み合う
ように構成され、レール１０３と車輪１０５の位置ずれ
が生じないように構成されている。

搬入搬出部１０は第６図に示すように、複数のキャリア
７が載置可能であり、このキャリア７を移動可能な平行
搬送機構８０が設けられている。

上記平行搬送機構８０は２本のキャリア支持アーム８２
がエアーシリンダー等で構成された開閉機８４と、同じ
くエアーシリンダー等で構成された垂直移動機８６と、
モータ８９により駆動されるボールネジ８８より構成さ
れており、２本のキャリア支持アーム８２の開閉、上下
、平行移動が可能とされている。

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、二〇載置台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８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、炉本体１００のメンテナンスについて述べる。

メンテナンス時には炉本体１００から搬入搬出部１０を
離脱させるが、この時、車輪１０５がレール１０３上を
移動する。レール１０３は第４図の手前側に行くに従っ
て高さが低くなっているので、搬入搬出部１０が第４図
手前側に移動すると、ローラ１０７が床と接触し、その
後、ローラ１０７によって搬入搬出部１０が床上を移動
する。そして、炉本体１００のメンテナンスを行う。

メンテナンス終了後、搬入搬出部１０を炉本体１００内
所定位置に収納する。この時、搬入搬出部１０を離脱さ
せたのと逆の手順により、ますローラ１０７が床と接触
している状態で、搬入搬出部１０を炉本体１００の付近
に移動させ、次に車輪１０５をレール１０３に噛み合わ
せる。そして、車輪１０５をレール１０３上て移動させ
ることによって、搬入搬出部１０を炉本体１００内に収
納する。この時、第５図に示すように、車輪１０５はレ
ール１０３と位置ずれを起こさないように構成されてい
るので、搬入搬出部１０を所定位置に収納させることが
できる。

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。

第３図（ａ）に示すように、無人搬送ロボット（図示せ
ず）より搬入搬出部１０に搬送されたウェハキャリア７
は、上記クランプ３１ａ、３１ｂにより挟持され、上記
回転ローラー３４によりウェハのオリエンテーションフ
ラットか揃えられる。

さらに、ウェハカウンター３５によりウエノ１の枚数お
よびウェハキャリア内のウエノ＼の有無が確認される。

上記確認後、第３図（ｂ）に示すように、ベース３０は
回転軸３３を中心に９０度下向に回転し、位置固定され
る。次に、キャリア支持アーム３７ａ、３７ｂが予めプ
ログラムされた距離分、水平に移動してアーム先端に設
けられたキャリア保持具により、ウェハキャリア７の側
面が保持される。保持された後に、クランプ３１ａ、３
１ｂがエアーシリンダー３２によって、ウェハキャリア
フ側面より離れる方向に駆動する。この時にウェハキャ
リア７の荷重はキャリア支持アーム３７ａ、　３７ｂに
より支えられる。第３図（Ｃ）に示すように、キャリア
支持アーム３７ａ、３７ｂは装置本体側にウェハキャリ
ア７と共に水平移動して、ウェハキャリア７を装置内に
取込む。

この時、装置への取込み口４０周辺には光学センサ３９
が該開口部の縦方向に沿って数箇所設けられ、該開口部
を塞ぐようにセンサ光が設定されているので、キャリア
支持アーム３７ａ、３７ｂの稼働中に、たとえばオペレ
ータ等が該開口部内を誤って横切る場合には該センサ３
９が感知し、移載動作を自動的に抑止状態にしてオペレ
ータおよび装置等への障害を未然に防止できる。

そして、上記搬入搬出部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。

キャリアボート１０に載置された残りのキャリア７は、
キャリア平行搬送機構８０により搬入搬出部ベース３０
上に移載される。

上記平行搬送機構８０によりキャリア７を搬送する動作
を第７図を用いて説明を行うと、キャリア支持アーム８
２を平行に閉じキャリア７の凸部７ａ下側に移動しく第
７図（’ａ））、キャリア支持アーム８２を平行状態の
まま上方に移動し、キャリア７を持上げ（第７図（ｂ）
）　、キャリア支持アーム８２を平行に移動しく第７図
（Ｃ））、キャリア支持アーム８２を下方に移動しキャ
リア７を搬入搬出部ベース３０へ搬送する（第７図（ｄ
））。

上記搬入搬出部ベース３０に載置されたキャリア７は、
上記説明と同様の処理により装置内に取込まれ、上記と
同様の作業を繰返すことにより搬入搬出ボート上に載置
された全てのキャリア７をキャリア設置台８に搬送する
。

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。そして、上記移替え終了すると載置台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が上方へ移動し、ボート４の上端部は支持部材２
６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がボート４
の下部凹部に嵌合される。

第８図に示すように、ボート移動機構６のアーム１９を
上方に移動、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を下方へ移動しボート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８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
内に処理済みのウニ／Ｘ３を移替える。そして、上述し
た搬入搬出部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５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、搬入搬出部１０を炉本体１
００から取り外し、炉本体１００をメンテナンスした後
、再び搬入搬出部１０を炉本体１００に合体させるとき
、レール１０３上を車輪１０５が移動し、レール１０３
と車輪１０５は、位置ずれが生しないように構成されて
いるので、炉本体１００と搬入搬出ボート１０の正確な
位置合わせを簡単に行うことができる。

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
晶カ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、キャリア授受機構
を着脱自在に構成したのでメンテナンスを容易に実行で
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（ａ）、（ｂ）、（
ｃ）は第１図の搬入搬出ボートの動作説明図、 第４図は炉本体１００を搬入搬出部１０側から見た斜視
図、 第５図は車輪とレールの関係を示す図、第６図は平行搬
送機構の斜視図、 第７図は第６図の動作説明図、 第８図はボートの移載説明図である。 ３・・・・・・・・・ウェハ ４・・・・・・・・・ボート ７・・・・・・・・・キャリア １０・・・・・・・搬入搬出部 １００・・・・・・・炉本体 １０１・・・・・・・・・突出部 １０３・・・・・・・・・レール １０５・・・・・・・・・車輪 １０７・・・・・・・・・ローラ 出願人　　東京エレクトロン相模株式会社代理人　弁理
士　須　山　佐　− （ほか１名） ３１ａ （’ｂ） 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　被処理体が収納されて搬送されるキャリアから熱処理
   用容器へ被処理体を移載する自動移載部を設け、 この移載部で移載後上記容器を熱処理炉に自動的に搬入
   し熱処理を行う熱処理装置において、装置を構成する筐
   体にメンテナンス開口を設け、このメンテナンス開口に
   上記キャリアの授受部を取脱自在に設け、メンテナンス
   時、キャリアの授受部を取脱して行うように構成したこ
   とを特徴とする熱処理装置。