JPS62281321A - ウエハ処理装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野」 本発明は、半導体ウェハの表面酸化、不純物拡散、化学
的気相成長等の、半導体ウェハの処理を行うウェハ処理
装置に係り、特に炉芯管内に、半導体ウェハを列設した
状態で搬出入させるウェハ積載治具を有するウェハ処理
装置に関する。

「従来の技術」 この種の処理装置は一般に、例えば第５図に示すように
、石英ガラス棒を用いて方形又は台形状に形成した枠組
５０内側に長手方向に所定間隔存して複数個のウェハ支
持ｙｔ５２を削成し、該ウェハ支持溝５２上に半導体ウ
ェハ４を直立させて列設配置させるとともに、例えば枠
組５０下側に固設した台車５１を用いて、炉芯管３内を
水平方向（管軸線方向）移動可能に構成したものが多い
。

又前記枠組５０の下側に脚部を固設し、該脚部と枠組間
の空間部にフォーク状の搭載部位を有する搬送治具を装
入し、該搬送治具により中空維持状態で炉芯管内を移動
可能に構成した（以下ソフトランディング方式という）
ものも存在する。

更に近年において、省スペース化を図る為に、前記炉芯
管３を垂直方向に延設可能にした縦形処理炉が提案され
ているが、かかる縦形処理炉を用いたウェハ処理装置に
おいては、前記炉芯管３上方の入口開口より装入可能に
した吊治具を用い、該吊治具を構成するキール部材の内
周面側に管軸線方向に所定間隔存して複数個のウェハ支
持溝を削成し、該ウェハ支持溝上に複数の半導体ウェハ
を上下に列設配置可能に構成したものも提案されている
。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながらかかるウェハ処理装置においては、半導体
ウェハが炉芯管軸線方向とほぼ直交させて、言い変えれ
ば炉芯管内を流れる反応ガスその他の気流通過方向にウ
ェハ表面を対面させて配設される事となる為に、炉内に
流れ込んだ反応ガス等が乱流状態又はジェット気流状態
で、直接又は不均一にウェハ表面に接触又は衝突するこ
ととなり、ウェハ表面における均一拡散や均一な気相成
長を妨げるという問題を有していた。

かかる欠点を解消する為に、前記炉内の入口側にパンフ
ァ板その他を配置し、気流の均一拡散を助成しているが
、かかる手段を講じても前記欠点を完全には解決し得な
い。

本発明はかかる技術的要請に鑑み、ウェハ収納数に制約
を受ける事なく、炉内に流れ込んだ反応カス等がほぼ層
流状態で、ウェハ表面を通過可能に構成し、これにより
、ウェハ表面における円滑な均一拡散、気相成長、熱処
理等を可能にしたウェハ処理装置を提案する事にある。

「問題点を解決する為の手段」 本発明はかかる技術的課題解決する為に、炉芯管内に、
半導体ウェハを列設した状態で搬出入させるウェハ積載
治具を有するウェハ処理装置において、 ■炉芯管軸線方向に沿って移動可能な支持部材を有する
点、 ■支持部材上に、該支持部材に対し着脱自在に構成され
た複数のウェハ支持ボートを管軸線方向に沿って配置し
た点、 ■管内に導入された気流が、該支持ボートに列設配置し
たウニへ間の空隙間隔を通過しながら、管軸方向に沿っ
て流れるように構成した点、を必須構成要件とするウェ
ハ処理装置を提案する。

尚、かかる処理装置は炉芯管が水平方向に延設する横形
処理装置においても、又炉芯管が垂直方向に延設する縦
形処理装置においても適用可能である。

従って前記支持部材は横形処理装置に適用する場合は台
車又はソフトローディング方式により移動可能なマザー
ボートとして構成出来（後記第１第２実施例参照）、又
縦形処理装置に適用する場合は炉芯管に沿って垂直に挿
入可能な吊部位を有する保持治具として構成出来る。（
後記第３実施例参照） 又前記ウェハの支持角度は、管軸線に対し僅かに傾斜さ
せて設定する事により後記作用効果が円滑覧こ達成し得
るとともに、特に横形処理装置において、前記支持角度
が管軸方向に対し僅かに下向きになるように設定する事
によりウェハの脱落が防止出来る。

「作用」 かかる技術手段によれば支持ボートに列設配置したウェ
ハ表面が気流流れ方向と対面する事なく、管内に導入さ
れた気流が、該支持ボートに列設配置したウニへ間の空
隙間隔を通って、管軸方向に沿って流れるように構成し
た為に、反応ガス等がほぼ層温状態でウェハ表面を通過
し、これにより、ウェハ表面における円滑な均一拡散、
気相成長、熱処理等を行う事が出来る。

又前記支持ボートは炉芯管の軸線方向に移動する支持部
材上に、管軸線方向に治って直列配置させている為に、
各支持ボートに列設させるウェハが少数であっても、全
体として多くのウェハの処理が可能となる。

又このような構成を採っても前記全てのウェハが全て管
軸とほぼ品行に配設されている為に、各支持ボート間を
順次気流が通過しながらウェハ表面における均一処理を
円滑に行う事が出来る。

又前記ウェハ支持ボートは支持部材に対し着脱自在に構
成されている為に、ウェハを列設したまま前記支持ボー
トを支持部材より取り出し又は戴置させる事が可能であ
り、これにより半導体ウェハを個々に支持ボートより取
り出して前処理や後処理を行う必要がなく、ウェハ支持
ボートに列設させた状態で半導体ウェハのバッチ処理が
可能となり且つ載せ換え等の作業が不要になる為に、処
理工数が大幅に低減する。

「実施例」 以下１図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図及び第２図は本発明の実施例に係るウェハ処理装
置の炉内構成を示し、第１図は斜視図、第２図は側面図
である。

本実施例は水平方向に延設する炉芯管３Ｈと、該炉芯管
３Ｈ内に搬出入させるウェハ積載治具とを有し、該ウェ
ハ積載治具は、支持部材としてのマザーボート１と、該
マザーボートｌ上に戴置される複数のウェハ支持ボート
２から構成される。

マザーボートｌは、石英ガラス棒を用いて、管軸方向に
長く延設する船型構造の枠組１１として形成するととも
に、該枠組１１下側の長手方向両端部及び中央位置に台
車１２を固設し、炉芯管３Ｈの管軸方向に移動可能に構
成する。

又枠組１１は、前後両端側に位置する台形枠１０と平行
に、管軸線方向に所定間隔存して上面と両側壁面を仕切
る仕切棒１３を固設し、該仕切棒１３間にウェハ支持ボ
ート２が戴置回旋な仕切室１４を形成する。

又前記枠組１１は上面側の幅間隔を前記ウェハ支持ボー
ト２の最大幅と同等か僅かに大にし、該ウェハ支持ボー
ト２が短手方向に位置規制されて戴ご可能に構成する。

一方仕切室１４の長さは支持ボート２長さより成る程度
余裕をもたして設定し、該仕切室【４の後方位置に支持
ボート；が夫々配置回旋に構成し、前側に位置する仕切
棒１３との衝突により僅かに乱れた気流が支持ボート２
に達するまでの間で層流化させ、該層流状態に復帰した
気流が支持ボート２内に流れるように構成する。

尚、前記仕切室１４はウェハ支持ボート２毎に形成する
必要もなく、複数のウェハ支持ボート２が所定間隔存し
て戴置回旋に設定してもよい。

次にウェハ支持ボート２の詳細構成について説明するに
、ウェハ支持ボート２は石英ガラス杯を用いて台形状の
方形枠２１を垂直に延設して形成される枠組２２をなし
、その拡開された前面開口２３よリウエハ４を装入及び
取り出し可能に、前記方形枠２１の前端側幅間隔を規制
する。

そして前記ウェハ支持ボート２の直立部位２４内側に上
下に多段状にウェハ支持溝２５を削成し、該支持溝２５
上に複数の半導体ウェハ４が所定に隙間間隔を維持して
支持されるように構成する。

又前記支持溝２５は、ウェハ４の脱落を防止する為に、
水平方向方向に対し、５〜ｌＯ度下側に傾斜させて削成
するのがよい。

かかる実施例によれば、特に各ウェハ支持ボート２毎に
マザーボート１よりの取り出し装着が可能である為に、
該支持ボート２毎前工程及び後工程でバッチ的な処理が
可能となり、製造工程の合理化及び製造工数の大幅低減
につながる。

第６図は前記実施例の変形例で、支持溝２５′を管軸（
水平）方向と平行に削成するとともに、ウェハ支持ボー
ト２゛の前端側下面と対応する枠組ＩＩ上、言い換えれ
ば仕切棒１３前方側の所定間隔隔てた位置に突設部材２
Ｂを固設し、該突設部材２Ｂ上に支持ボート２′前端側
を戴置させる事により、前記支持ボート２′を管軸線に
対し僅かに５〜１０度下向きに傾斜させてマザーボード
１に配置可能に構成している。

かかる変形例においては支持ボート２°内に列設した半
導体ウェハ４が管軸線に対し僅かに傾斜させる事が出来
るにみならず、ウェハ支持ボート２の直立部位２４内側
に所定角度傾かせたウェハ支持溝２５を削成する場合に
比較して、ウェハ支持溝２５の削成が容易であり、加工
工数の低減につながる。

又、かかる変形例によれば、突設部材２６の突設高さを
異ならせたマザーボート１を種々用意する事により前記
支持ボート２°の戴置角度を自由に調整する事が出来る
とともに、支持ボート２′の戴置面と半導体ウェハ４の
取り付は面が平行である事は、前記支持ボート２°を後
工程又は前工程における装置内に配置する際、前記支持
ボート２と半導体ウェハ４間の偏位角度をわざわざ補正
して配設する必要がなくなる為に、後工程ヌは前工程に
おけるバッチ処理が容易になる。

第３図はソフトランディング方式を採用したウェハ処理
装置の構成を示し、前記実施例との差異を中心に説明す
ると、前記マザーボート１の下側に脚部１７を固設し、
該脚部１７と枠組１１間に前面側より管軸方向に延伸す
る空間部１８を形成している。

これにより管軸方向に移動可能な搬送治具５の先側に延
設されるフォーク状塔載部位５ａが前記空間部１８内に
挿入可能となり、公知のソフトランディング方式による
搬送が可能となる。

かかる実施例はマザーボートｌ上に戴置したウェハ支持
ボート２が少ない場合に有効である。

第４図は、垂直方向に延設する炉芯管を有する縦形処理
装置の構成を示す。

木実流側は、図示しない昇降部材により炉芯管３ｖ軸線
方向に沿って上下に移動自在な吊部位を有する保持治具
３０と、該保持治具３０に直角に係合固定するウェハ支
持ボート４０からなり、前記実施例との差異を中心に説
明すると、ウェハ支持ボート４０は上面が広幅の台形状
の枠組４１をなし、該枠組４１の内側に、多数のウェハ
支持溝２５を削成し、上面開口４２より該支持溝２５上
に複数の半導体ウェハ４が直立状態で列設配置可能に構
成する。

そして前記ウェハ支持面と平行するボート４０後壁側の
垂直部位４４に鍵型状の係合片４３を固設し、後記する
水平棒３３．３４に係合可能に構成する。

保持Ｎ３　Ｌ　３０は、上端側に位置する昇降部材に吊
架される吊部位３１と、該吊部位３１より下方に垂下さ
れる梯子状の支持部位３２から形成され、該支持部位３
２に上下に多段状に架設された水平棒３３に前記ウェハ
支持ボート４０の係合片４３を係合させるとともに、そ
の下側の水平棒３４にボート４０後壁側の垂直部位４４
を接触させせ、前記ウェハ支持ボート４０がほぼ直角状
に位置決め保持されるよう構成する。

又必要に応じて前記水平棒３３の下方位置よりフォーク
状の支持棒３５を水平方向に延設させ、該支持棒３５上
にウェハ支持ボート４０が戴置可能に構成する。

かかる実施例においても管軸方向に沿ってウェハ４が配
置される事となり、本発明の作用効果が円滑に達成し得
る。

「発明の効果」 以上記載の如く本発明によれば、ウェハ収納数に制約を
受ける事なく、炉内に流れ込んだ反応ガス等がほぼ層流
状態で、ウェハ表面を通過可能に構成し、これにより、
ウェハ表面における円滑な均一拡散、気相成長、熱処理
等を行う事が出来る。

又本発明によれば、各ウェハ支持ボート毎に支持部材よ
りの取り出し装着が可能である為に、該支持ボート毎に
該処理装置の前工程及び後工程でのバッチ的な処理が可
能となり、製造工程の合理化及び製造工数の大幅低減に
つながる。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は横形処理装置内に装入される本発明
の実施例に係るウェハ処理装置の炉内構成を示し、第１
図は斜視図、第２図は側面図である。第６図は同実施例
の変形例を示す側面図である。 第３図はソフトランディング方式を採用した他の実施例
に係るウェハ処理装置の炉内構成を示す側面図、第４図
は縦形処理炉内に挿入される他の実施例に係るウェハ処
理装置の構成を示す斜視図、第５図は従来技術のウェハ
ー処理装置の炉内構成を示す側面図である。 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）炉芯管内に、半導体ウェハを列設した状態で搬出入
   させるウェハ積載治具を有するウェハ処理装置において
   、炉芯管管軸線方向に沿って移動可能な支持部材上に、
   該支持部材に対し着脱自在に構成された複数のウェハ支
   持ボートを管軸線方向に沿って直列配置するとともに、
   管内に導入された気流が、該支持ボートに列設配置した
   ウェハ間の空隙間隔を通過しながら管軸方向に沿って流
   れるように構成した事を特徴とするウェハ処理装置 ２）前記支持ボートに列設配置したウェハの支持角度を
   、前記管軸線とほぼ平行に設定した特許請求の範囲第１
   項記載のウェハ処理装置 ３）前記ウェハの支持角度を、管軸線に対し僅かに傾斜
   させて設定した事を特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載のウェハ処理装置 ４）半導体ウェハをほぼ水平に列設させた支持ボートを
   、管軸線に対し僅かに傾斜させて支持部材上に配置させ
   る傾斜手段が、支持部材側に形成されている特許請求の
   範囲記載第２項又は第３項記載のウェハ処理装置 ５）前記支持部材に、管軸線方向に移動可能な移動手段
   が付設された特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれか１項記載のウェハ処理装置 ６）水平方向に延設する炉芯管を有するウェハ処理装置
   において、前記移動手段が支持部材に固設された台車で
   ある特許請求の範囲第５項記載のウェハ処理装置 ７）水平方向に延設する炉芯管を有するウェハ処理装置
   において、前記移動手段が、ソフトローディング用の搬
   送治具が装入可能な空間部である特許請求の範囲第５項
   記載のウェハ処理装置 ８）垂直方向に延設する炉芯管を有するウェハ処理装置
   において、前記移動手段が支持部の炉芯管上方位置に形
   成した吊部位である特許請求の範囲第５項記載のウェハ
   処理装置