JPH1070081A - 半導体ウェーハ用縦型炉 - Google Patents

半導体ウェーハ用縦型炉

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JPH1070081A
JPH1070081A JP24556996A JP24556996A JPH1070081A JP H1070081 A JPH1070081 A JP H1070081A JP 24556996 A JP24556996 A JP 24556996A JP 24556996 A JP24556996 A JP 24556996A JP H1070081 A JPH1070081 A JP H1070081A
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Kenichi Takesako
健一 竹迫
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハの移載を自動的になし得、か
つ片面のみに対する成膜や拡散等を行い得る半導体ウェ
ーハ用縦型炉を提供する。 【解決手段】 垂直な炉芯管を有する炉体と、炉芯管に
装入されるボート1と、ボートの内側に水平に取り付け
られ、周縁に開口した切欠部6を有するプレート本体
7、及び切欠部に上方から装着されてプレート本体と一
体でウェーハWを支持可能とする着脱部8からなり、ウ
ェーハを載置するウェーハ載置プレート5と、垂直な軸
を中心として回動可能で、昇降,水平移動するロボット
本体11、これから水平方向へ進退し、ウェーハを支持
する2本の細いアーム12、及び両アーム間に位置させ
て昇降,水平移動可能で、前記着脱部を支持する矩形フ
レーム状アーム13からなり、ボートとウェーハカセッ
トの間でウェーハを移載するウェーハ移載ロボット10
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェーハ
等の半導体ウェーハに不純物を埋め込み拡散したり、あ
るいは減圧下での化学的気相成長方法によりCVD膜を
形成したりする半導体ウェーハ用縦型炉に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体ウェーハ用縦型炉
としては、垂直な炉芯管を有する炉体と、その炉芯管に
装入され、内側に半導体ウェーハを水平に支持する溝又
は縁を上下方向へ等間隔に離して設けた石英又はシリコ
ン製ボートと、半導体ウェーハを支持するアームを有
し、垂直な軸を中心として回動可能で、昇降かつ水平移
動可能であり、ボートとウェーハカセットの間で半導体
ウェーハを移載するウェーハ移載ロボットとを備えたも
のが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体ウェーハ用縦型炉では、半導体ウェーハの両面に
成膜又は拡散が行われるので、後工程で次のような不都
合が生ずる。 (1)poly−Si膜形成において、ボートと半導体
ウェーハとの接触部が段差として残る。このため後工程
でこの面をミラー研磨加工した場合、段差部がピット状
突起として残る不具合がある。 (2)バイポーラ用基板の不純物埋め込み拡散では、半
導体ウェーハの裏面にも不純物が拡散されるが、次工程
でエピタキシャル成長(拡散後のウェーハ表面上に気相
成長で単結晶シリコン薄膜を形成)する場合、この工程
中に裏面に拡散されていた不純物が再び気相中に拡散
し、ウェーハ表面にまわり込んで、再び基板に拡散され
るオートドープ現象が顕著になり、ウェーハ特性に悪影
響を及ぼす。又、このオートドープ対策のため、エピタ
キシャル工程でさまざまな制約が出て、生産性が低下す
る不具合がある。かかる不都合、すなわち両面に対する
成膜又は拡散を解消するため、半導体ウェーハを平板に
載置して処理を施すウェーハチャージ方法を用いること
も考えられるが、従来のウェーハ移載ロボットを用いた
場合には、対応が困難であった。そこで、本発明は、半
導体ウェーハの移載を自動的になし得、かつ片面のみに
対する成膜や拡散等を行い得る半導体ウェーハ用縦型炉
を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の半導体ウェーハ用縦型炉は、垂直な炉芯管
を有する炉体と、その炉芯管に装入されるボートと、ボ
ートの内側に上下方向へ等間隔に離して水平に取り付け
られ、周縁に開口した切欠部を有するプレート本体、及
びその切欠部に上方から着脱可能に装着されることによ
り上記プレート本体と一体で半導体ウェーハを支持可能
とする着脱部からなり、半導体ウェーハを載置する多数
のウェーハ載置プレートと、垂直な軸を中心として回動
可能で、昇降かつ水平移動可能なロボット本体、ロボッ
ト本体から水平方向へ進退可能で、半導体ウェーハを支
持可能な2本の細いアーム、及びこの両アーム間に位置
するようにしてロボット本体に昇降可能かつロボット本
体から水平方向へ進退可能で、前記着脱部を支持可能な
矩形フレーム状アームからなり、ボートとウェーハカセ
ットの間で半導体ウェーハを移載するウェーハ移載ロボ
ットとを備えることを特徴とする。前記ウェーハ載置プ
レートの着脱部の幅,ウェーハ移載ロボットの2本の細
いアームの間隔及び矩形フレーム状アームの幅は、2本
の細いアームの間隔>着脱部の幅>矩形フレーム状アー
ムの幅なる関係を満たすことが好ましい。又、前記ウェ
ーハ移載ロボットの2本の細いアーム及び矩形フレーム
状アームは、バキュームチャックを有していることが好
ましい。
【0005】ここで、ボート及びウェーハ載置プレート
は、石英やシリコン又は炭化珪素からなることが望まし
い。又、ボートに対するウェーハ載置プレートの取り付
けは、両者の固着又はボートに設けた溝若しくは縁への
ウェーハ載置プレートの着脱可能な嵌め合い若しくは載
置による。
【0006】
【発明の実施の態様】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1,図2及び図3は本発
明に係る半導体ウェーハ用縦型炉の一部を構成するウェ
ーハ載置プレート付きボートの実施の形態の一例を示す
側面図,要部の正面図及び図2における III−III 線断
面図である。図中1は石英やシリコン,炭化珪素等から
なるボートで、図示しない炉体の垂直な炉芯管に装入さ
れるものであり、このボート1は、同一円周上において
約1/4の間隔で離隔して立設した3本の支柱2と、こ
れらの支柱2の上下端部を連結した円板状の端板3とか
らなる。ボート1の各支柱2の内側には、上下方向へ等
間隔に離隔して水平方向の多数のプレート嵌合溝4が形
成されており、これらのプレート嵌合溝4には、ボート
1と同様に石英やシリコン等からなり、半導体ウェーハ
(図示せず)を載置する円板状のウェーハ載置プレート
5が周縁部の嵌め合いによってそれぞれ取り付けられて
いる。ウェーハ載置プレート5は、載置される半導体ウ
ェーハに対する片面のみの処理を可能とするもので、周
縁に開口した矩形状の切欠部6を有する円板状のプレー
ト本体7と、その切欠部6に上方から着脱可能に嵌め合
わされると共に、切欠部6の周縁上部の段部6aに係止
されるフランジ8aを有する矩形状の着脱部8とからな
り、半導体ウェーハを載置する円形の凹部9が上面に形
成されている。なお、本発明は、上記構造に限定される
ものではなく、後述の図7に示すように、ボート1の各
支柱2に対し、上下方向へ等間隔に離隔してプレート本
体7を水平に一体的に接合した構造でもよい。
【0007】図4,図5及び図6は上述したウェーハ載
置プレート付きボート等と相俟って半導体ウェーハ用縦
型炉を構成するウェーハ移載ロボットの実施の形態の一
例を示す正面図,側面図及び平面図である。このウェー
ハ移載ロボット10は、ボート1と図示しないウェーハ
カセットの間で半導体ウェーハを移載するもので、垂直
な軸を中心として回動可能であると共に、昇降可能かつ
水平移動可能に設けられたロボット本体11と、ロボッ
ト本体11の上方においてロボット本体から前方(図5
において左方)に向けて水平方向へ進退可能に設けられ
ると共に、半導体ウェーハを支持する2本の細いアーム
12と、この両アーム12間に位置するようにしてロボ
ット本体11に昇降可能かつロボット本体11から前方
に向けて水平方向へ進退可能に設けられると共に、ウェ
ーハ載置プレート5の着脱部8を支持する矩形フレーム
状アーム13とからなる。そして、ウェーハ移載ロボッ
ト10の2本の細いアーム12の間隔及び矩形フレーム
状アーム13の幅と、ウェーハ載置プレート5の着脱部
8の幅との間には、矩形フレーム状アーム13による着
脱部8の昇降を支障なくするため、2本の細いアーム1
2の間隔>着脱部8の幅>矩形フレーム状アーム13の
幅なる関係を満たすように設けられている。又、ウェー
ハ移載ロボット10の2本の細いアーム12及び矩形フ
レーム状アーム13には、半導体ウェーハや着脱部8の
落下等を防止するため、バキュームチャック(図示せ
ず)が備えられている。
【0008】上記構成の半導体ウェーハ用縦型炉を用い
て半導体ウェーハに成膜や拡散処理を行うには、先ず、
図7(a)に示すように、ウェーハ移載ロボット10の
ロボット本体11を適宜に作動してウェーハカセットと
対向させた後、2本の細いアーム12により半導体ウェ
ーハWを支持する。次に、図7(b)に示すように、ロ
ボット本体11を適宜に作動してボート1と対向させる
と共に、ボート1の所要のウェーハ載置プレート5の上
方へ2本の細いアーム12を位置させた後、両アーム1
2のバキュームチャックをOFFとする。この時、矩形
フレーム状アーム13は、ウェーハ載置プレート5の着
脱部8の下方に位置する。次いで、図7(c)に示すよ
うに、ウェーハ移載ロボット10の矩形フレーム状アー
ム13を上昇させて着脱部8を支持した後さらに上昇さ
せ、図7(d)に示すように、半導体ウェーハWが2本
の細いアーム12から離れた位置で矩形フレーム状アー
ム13を停止させ、しかる後に、図7(e)に示すよう
に、2本の細いアーム12を後退させる。次に、図7
(f)に示すように、矩形フレーム状アーム13を下降
させると、着脱部8がプレート本体7の切欠部6に嵌め
合わされて半導体ウェーハWがウェーハ載置プレート5
の凹部9に載置され、継続する矩形フレーム状アーム1
3の下降によって原位置に復帰する。そして、上述した
操作を繰り返し、半導体ウェーハWのウェーハカセット
からボート1への移載が完了した後、ボート1を炉体の
炉芯管に装入して半導体ウェーハWに成膜や拡散を施
し、しかる後にボート1を炉芯管から取り出し、前述し
た操作とは逆の手順で、ウェーハ移載ロボット10によ
りボート1からウェーハカセットに半導体ウェーハWを
移載する。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体ウ
ェーハ用縦型炉によれば、ウェーハ移載ロボットの2本
の細いアームに支持された半導体ウェーハが、ウェーハ
移載ロボットの矩形フレーム状アームの上昇、2本の細
いアームの後退及び矩形フレーム状アームの下降に伴っ
てボートに取り付けたウェーハ載置プレートに載置され
るので、半導体ウェーハの移載を自動的に行うことがで
きると共に、その片面のみに対する成膜や拡散等を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体ウェーハ用縦型炉の一部を
構成するウェーハ載置プレート付きボートの実施の形態
の一例を示す側面図である。
【図2】図1のボートの要部の正面図である。
【図3】図2における III−III 線断面図である。
【図4】本発明に係る半導体ウェーハ用縦型炉の一部を
構成するウェーハ移載ロボットの実施の形態の一例を示
す正面図である。
【図5】図4のウェーハ移載ロボットの側面図である。
【図6】図4のウェーハ移載ロボットの平面図である。
【図7(a)〜(f)】本発明に係る半導体ウェーハ用
縦型炉による半導体ウェーハの処理工程を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1 ボート 5 ウェーハ載置プレート 6 切欠部 7 プレート本体 8 着脱部 10 ウェーハ移載ロボット 11 ロボット本体 12 細いアーム 13 矩形フレーム状アーム W 半導体ウェーハ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 垂直な炉芯管を有する炉体と、その炉芯
    管に装入されるボートと、ボートの内側に上下方向へ等
    間隔に離して水平に取り付けられ、周縁に開口した切欠
    部を有するプレート本体、及びその切欠部に上方から着
    脱可能に装着されることにより上記プレート本体と一体
    で半導体ウェーハを支持可能とする着脱部からなり、半
    導体ウェーハを載置する多数のウェーハ載置プレート
    と、垂直な軸を中心として回動可能で、昇降かつ水平移
    動可能なロボット本体、ロボット本体から水平方向へ進
    退可能で、半導体ウェーハを支持可能な2本の細いアー
    ム、及びこの両アーム間に位置するようにしてロボット
    本体に昇降可能かつロボット本体から水平方向へ進退可
    能で、前記着脱部を支持可能な矩形フレーム状アームか
    らなり、ボートとウェーハカセットの間で半導体ウェー
    ハを移載するウェーハ移載ロボットとを備えることを特
    徴とする半導体ウェーハ用縦型炉。
  2. 【請求項2】 前記ウェーハ載置プレートの着脱部の
    幅,ウェーハ移載ロボットの2本の細いアームの間隔及
    び矩形フレーム状アームの幅が、2本の細いアームの間
    隔>着脱部の幅>矩形フレーム状アームの幅なる関係を
    満たすことを特徴とする請求項1記載の半導体ウェーハ
    用縦型炉。
  3. 【請求項3】 前記ウェーハ移載ロボットの2本の細い
    アーム及び矩形フレーム状アームが、バキュームチャッ
    クを有していることを特徴とする請求項1又は2記載の
    半導体ウェーハ用縦型炉。
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