JPS62290126A - 縦型半導体熱処理装置への半導体基板の搬入出方法および外気混入防止装置 - 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〕 この発明は、不活性ガス雰囲気丁の遮蔽空間を介して、
半４体ノ、（板を反応管に搬入出する。縦型゛半導体熱
処置装置への゛吟導体基板の搬入出方法および外気混人
防１ヒ装置に関する。

（従来技術） 半導体ノ＾板、たとえば、シリコンウェーハ（以下、ウ
ェーハという）は、ウェーハポートのような半導体基板
積？ｉ、Ｆ段に積載される。そして、半導体ノ＾板積−
＋ｔ　「段が、ポートローダのような支持ｒ−没に支持
され、支持手段の一部が、縦型を導体熱処理装置の反応
管内を昇降されることによって、ウェーハは、反応管内
に搬入される。ウェーハが、ホードロータによって、ウ
ェーハポートとともに搬入された後、酸素カス、水素ガ
スのような所定の反応ガスが、１２００°Ｃ程度に加熱
された反応管内に供給される。そして、酸化、拡散、ｃ
ｖｏｔｐの所定の熱処理（化学処理も含める）ｈ）、ウ
ェーハに、唯される。反応管内に供給される反応ガスの
純度は、熱処理の結果に大きく影テする。そして、膜厚
の不均一、導通不良等を防Ｌ　して、高い歩留りを確保
するために、極めて高純度の反応ガスか５反応管内に供
給されろ。

縦型゛ｒ−導体熱処理装置のＦ開部分は、通常、クリー
ンルーム内に配置され、高性能フィルター（ＩＩ　Ｆ、
　Ｐ＾フィルター）によって十分に浄化された空気が、
クリーンルームに供給される。クリーンルームは鬼畜化
されており、供給された浄化空気は、クリーンルーム内
を流れた後、流出［１に集められて流出される。しかし
、高性能フィルターによって１−公序化されたとはいえ
、塵芥、水分等の不純物を、空気から完全に排除するこ
とは、極めて難しい、そのため、不純物が、クリーンル
ーム内の゛・：ｉ気中に、僅かとはいえ、包含されてい
る。

ところて、ウェーハは、ウェーハカセットに収、納され
て移゛送位置にｄ（ばれ、そこで、１ＦＩＩ′１方向に
離間して、ウェーハポート１：に苗２代される。ウェー
ハを１晶・１表したウェーハポートは、ポートトランス
ファーのような搬送手段に支持されて、移送位置から、
門型半導体熱処理装置に隣接した転送位置に搬送され、
転送位置において、ポートトランスファーからポートロ
ーダに移される。ウェーハポートは、ポートローダの支
持軸に支持され、ボー１−ローダの支持軸は、転送位置
から、反応管の、たとえば、上方まて旋回される。そし
て、熱処理接、８００°Ｃ程度に降温された反応管に、
ポートローダの支持軸が、昇降されることによって、ウ
ェーハは、反応管に搬入される。

反応管は、井戸型と称するり、端間［１タイプと、ベル
型と称される下端間［１タイプとに分類される。そして
、いずれのタイプにおいても、反応管の開目は、ヒート
バリアーと称する移動ｌ１ｒｆｋなカバーによって、開
閉される。

八お、井戸型反応管においては、ポートローダの支持軸
か降ドするとき、ウェーハは反応管に搬入され、ト昇す
るとき、搬出される。他方、ベルヤ！反応管においては
、ポートロータの支持軸か１−５１するとき、ウェーハ
は反応管に搬入され、降ドするとき、搬出されることは
自明であろう。

しかし、」−記のようなウェーハの搬入出方法において
、ウェーハの搬入出のために１反応管の上端開口（井戸
型反応管の場合）または下端間［−Ｊ（ベル型反応管の
場合）か解放されると、クリーンルームの空気が、開口
を介して反応管に流入する。また、ウェーハ搬入出の際
、クリーンルームの空気が、ウェーハポート１−のウェ
ーハ間に介在して、ウェーハとともに反応管内に搬入さ
れる。そして、このように反応管に流入および搬入（８
４人と総称する）する空気、つまり、外気は、８０口°
Ｃ程度の反応管内て加熱され、ウェーハに不安な化学反
応を生しる虞れかある。不要な化学反応として、たとえ
ば、不要な酸化膜を形成する酸化反応か指摘てきる。

加えて、上記のように、クリーンルームの空気は、塵介
、水分等の不純物によって汚染されているため、反応管
に混入する空気は、反応ガスを汚染する。そのため、熱
処理において、膜圧の不均一、導通不良等を生じ、歩留
りの低下を招く虞れかある。

反応′Ｒに混入する外気は１反応ガスを直接ｌθ染する
たけてなく、反応管を汚染し、反応ガスを間接的に汚染
する。つまり、空気中（外気中）のナトリウム、水分等
の不純物か１反応管の側壁に付着し１反応管を汚染する
。そして、側壁に付合したナトリウム等は、熱処理中に
、析出して１反応ガスを汚染する。

反応管か外気から隔離されれば、Ｌ記のような外気の混
入に起因する弊害か除去される。そのため、ウェーハの
搬入出向における外気の混入を防１１−するように、ガ
スシャワーを利用した外気混人防１ｈ装置か広く採用さ
れている。

ガスシＶワーを利用した外気混入防ＩＬ装置ては、反応
管の開［１に隣接して、スカベンジャーボックスか配置
され、スカベンジャーボックス内にガスシャワーか設け
られる。そして、ウェーハは、スカベンシャホヮクスを
介して、反応管内に搬入出される。つまり、高圧の不活
性ガスが、スカベンジで一ボウクスに供給され、ウェー
ハに浴びせられて、ガスシャワーか形成される。ガスシ
Ｖワーは、ウェーハポート−１−のウェーハ間に介在す
る外気をウェーハ間から押出し、外気は、不活性ガスと
ともに、排気管に吸引されて排除される。

ウェーハ搬入出のために１反応管の開［Ｉか解放された
とき、外気か反応管内に流入しようとしても、ガスシャ
ワーに妨げられ、外気の流入か防１１−される。

このようにカスシャワーを利用した外気混メ防止装置に
よれば、外気の混入か防１１−てきる。

〔従来技術の問題点〕

しかし、公知のガスシＶワーによる外気混人防１ト装置
ても、外気の混入はある程度防止されるか１必ずしもト
分でない。

また、最近ては１クリーンルームのほぼ常温のｔニー気
に起因する化学反応による悪影響が、汀］１されている
。つまり、従来は、ウェーハ搬入出の際、反応管内に６
＋大して加熱された外気による化゛７反応が、汀１１さ
れていた。これに対して、最近ては、ウェーハを積載し
たウェーハポートが、搬入出のために、ポートトラン゛
スファ一、ポートロータによって、クリーンルーム内を
搬送（搬送り程も広い意味ては１ｗＬ人出工程の一部と
考えられる）される際、クリーンルームの空気中の不純
物と化７反応し、不要な酸化膜等かウェーハに形成され
ることが、指摘されている。空気中の不純物は、不安な
化学反応をウェーハに生しるたけてなく、ウェーハに付
着することによって、ウェーハの特性を変える虞れもあ
る。たとえば、空気中のす１〜リウムかウェーハの表面
に付ｒｉシてウェーハを？り染すれば、＋Ａなる特性の
酸化膜かウェーハに生成され１歩留りか低ドする。

ここで、ポートトランスファー、ポートローダは、縦型
半導体熱処理装置に隣接して（１２？され、ウェーハは
、反応管の」一方、または、下方に、比較的迅速に搬送
される。しかし、その後の反応管へのウェーハの搬入出
は、迅速に行なえない。つまり、ウェーハ搬入ン１１の
ために、反応管は降温されるとはいえ、ウェーハは８０
０℃程度の反応管内に搬入出される。そして、急激な温
度変化による熟ひずみがウェーハに発生するのを防止す
るために、ポートローダによって、ウェーハポートは反
応管内に徐１１に昇降される。この昇降速度は、５ｃｍ
／分程度てあり、ウェーハポートか１反応管内に完全に
降下、または、そこから−１二昇されるまて、２０分程
度の時間がそれぞれ必要とされる。そして、ウェーハは
、この＋ｊｌ降中、クリーンルーム内のほぼ常温の空気
にさらされる。そのため、空気中の不純物と化学反応し
て不要な酸化膜等がウェーハに生成される。このような
化学反応は、特に搬入の際に生しやすい。

上記の不要な酸化ｒＦ２等の生成、ウェーハの７つ染は
、外気から隔眉した状態てウェーハの搬入出を行なえば
防ＩＦてきる。しかしながら、外気から隔離した状７７
４でウェーハの搬入出を行なう搬入出力法および外気混
入防止装置は、いまだ提供されていない。

〔発明の［１的〕 この発明は、外気の混入を防止するとともに、ウェーハ
等の半導体基板か外気から隔離した状態て反応管に搬入
出される、縦型半導体熱処理装置への十導体ノ＾板の搬
入出方法および外気混入防止装置の提供を目的としてい
る。

（発明の概略） この目的を達成するため、この発ＩＪＪの縦型半導体熱
処理装置への゛に導体ノ＾板の搬入出方υ：によれば、
゛（導体基板積載手段および゛ｒ導体基板を収納する遮
蔽′空間が、を導体基板積載手段の支持手段とスカベン
ジャボックスとの間に、ａｆｆｌされる。

そして、不活性ガスがその遮蔽空間に供給されて、遮蔽
空間は不活性ガス雰囲気下とされる。ウェーハポートに
積載されたウェーハは、この不活性ガス雰囲気下の遮蔽
空間を介して、反応管内に搬入出される。

なお、搬出丁程ては、ウェーハに所定の熱処理か既に施
されているため、ウェーハか外気に触れても、搬入時に
比較すれば、酸化膜か生じにくい、そのため、不活性ガ
ス雰囲気下て、ウェーハを搬出することは必須てない。

ここで、不活性ガスは、元素の周期表の第０族元素の気
体たけてなく、窒素ガスを含む広入の不活性ガスを示す
。

また、この発ＩＪｌの外気混入防止装置は、伸縮口／１
：な伸縮手段を具備し、伸縮手段は、半導体１人板植載
ｆ一段の支持手段に支持された炉体用カバーに当接して
、支持手段とスカベンジャーボックスとの間に、半導体
）、ｔｉ板積佐丁段および半導体基板を収納した遮蔽５
；？間を形成する。更に、外気混入防止装置は、その遮
蔽空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
スカベンジヤーボ・ンクスの供給管および排気管を開閉
する開閉１手段とを具備している。

（ｆｌ用） Ｊ−記のような′＋Ｌ−導体基板の搬入出方法ては、不
活性ガスか遮蔽空間に供給されて充満すれば、外気は遮
蔽空間から排除されるとと・らに、遮蔽空間への外気の
流入か防＋Ｉ＝される。また、Ｙ４体基板上の半導体ノ
、（板間、たとえば、ウェーへ間に介在する外気も、不
粘性ガスに駆逐され、遮蔽シ；−間がら排除される。そ
して、外気が遮蔽空間に（ｆ４才る余地かなく、遮蔽空
間は不活性ガス雰囲気化される。そのため、ｊ！蔽空間
内のウェーハは、外気から隔離される。従って、昇降さ
れて反応管に搬入出される際、ウェーハに、不要な酸化
膜等が生じる虞れかない。また、外気中のナトリウムＴ
の不純物かウェーハに耐容することもなく、外気による
ウェーハの汚染かＵｊ　ｌ）二される。更に、外気は、
遮蔽空間から排除されるとともに、遮蔽空間の不活性ガ
スに妨げられ、反応管に混入しない。つまり、反応管は
、外気から１−分に隔離される。従って、反応ガスは、
外気によって、直接的にも間接的にも、汚染されない。

（実施例） 以ド５図面を参照しなからこの発１マ１の実施例につい
て、ｉＴ　ｊｌｌｌに説り１する。

第１図に概略的に示すように、縦型半導体熱処理装置１
０は、炉体！２内に配設された反応管１４を具備してい
る。そして、［′Ａ示の実施例ては１反応管１４は、上
端に開「１！５を有する用戸型に構成され。

外力フランジ１６か１一端に、反応ガス導入部１８か下
端に、それぞれ形成されている。反応管口は、外方フラ
ンジ１６か炉体１２に支持されることによって、炉体内
に懸吊されている。ガスシャワーのために、スカベンジ
ャーボックス１７が、反応管１４の４二方に配ａＱされ
ている。スカベンジャーボックス１７は１反応管の外方
フランジＩ６上に設けられ、ウェーハポートの搬入出を
許容するための開口２０．２１が、スカベンジャーボッ
クスの−Ｌ下の壁２２．２３に形成されている。

ヒートバリアー２６が、反応管の開口１５とスカベンジ
ャーボックス１７の開［］２１とを同時に開閉するよう
に、スカベンジャーボックスＩ７のド壁２コの］−面に
、旋回Ｅｉｆ能に配設されている。また、供給口２８、
排気【Ｊ２９が、スカベンジャーボックス！７の側壁に
、対向して形成され、供給管３（ｌ、排気管３Ｉが、供
給「」、排気口にそれぞれ連結されている。供給管３０
は、不活性ガス供給手段３４に接続されている９窒素ガ
ス、ヘリウムガス等の不活性ガスは、不活性ガス供給−
手段３４によって、供給管３０、供給［１２８を介して
、スカベンジャーボックス１７に供給される。そして、
排気ｒ１２９．排気管コ１を介して流出する。なお、流
；Ｉ￥制御弁３６．３７が、供給管３０、排気管コ１に
それぞれ設けられ、ｌ仝Ｉ−１をゼロとすることによっ
て、供給ｒ１８．排気「１２９か閉じられる。実施例で
は、流量制御弁３６．３７が、供給「１２８、排気【１
２９の開閉ｒ・段コ８を構成し、不活性ガスとして、窒
素ガスか使用されている。他方、不活性ガスは、反応管
の反応ガス導入部１８に連結された導管４０を介して、
反応管Ｉ４にも供給され、魔州刊御９４２が、導管４０
に設けられている。流星制御弁３６．３７．４２の代り
に、単なる１にめ弁を使用してもよい。８照符合４１は
、反応ガスを供給するために、反応ガス４人部Ｉ８に連
結された導管を示す。

なお、この発’ＪＪでは、スカベンジャーボックス１７
のガスシャワーは、熱処理中、反応ガスおよび熱か炉体
からクリーンルームに流出しないように、スカベンジャ
ーボックスに形成されるにすぎない。そのため、不活性
ガスの代りに、クリーンルームの空気をスカベンジャー
ボックス１７に供給してもよい。

スカベンジャーボックス１７の」二方に、伸縮手段４５
か配設されている。伸ｉ−Ｔ”一段４５は、伸縮自在な
伸縮部材、実施例てば、蛇腹部材４６を備え、蛇腹部材
は、スカベンジャーボックス１７の１−壁２２に形成さ
れた四部４４に配設されている。蛇腹部材４６は、大径
の円筒形に形成され、そのＦ端はスカベンジャーボック
ス１７のに９２２の表面に、Ｌ、端はスカベンジャーボ
ックス１−に位置する支持板４８の一ド面に、それぞれ
固定されている。ここで、蛇腹部材４６は、スデンレス
、テフロン等から１通常、構成され１反応管か１２００
℃といった高温に力１１７Ａされるため、蛇腹部材・１
６か加熱され劣化する虞れかある。

そのため、スカベンヤーボウクス１６の−１−９２２に
水路・１７を形成し、水路に木を流し、蛇腹部材４６を
冷却して、その劣化を防屯すると良い。水路てなく　、
　’；−（気路とし、空冷してもよい。また、伸縮部材
は、蛇腹部材に限定されず、他の部材、たとえば、径の
異なる複数の同形部材を組合せて成る入れＹ一部材から
構成してもよい。

支）５板・１３は、ポートローダの通過を許容する開目
５０を有し、′Ｎ数の昇降ロッド５２の各に端部が、支
持板の縁部に固定されている。ｙ１降ロット５２は、炉
体１２にシ１降自在に支持され、昇降ロフトの昇降動作
は、制御ｒ段５４によって、制御される。なお、実施例
ては、支持板４８，昇降ロッド５２は、蛇腹部材４６と
ともに、伸縮手段４５を構成する。

ウェーハ５６は、重置方向に１にいに陰間して、ウェー
ハポート５８に苗・１左される。そして、ウェーハポー
ト５８は、ポート【１−ダ６０の懸吊軸６２に係１トさ
れ、！！吊される。懸吊軸６２のに端は、支持アーム６
３に回転”ｒ　ｆＥに支持されている。懸吊軸ｂ２は、
段付形状に形成され、炉体用カバー６４か七方没部６５
に、反応管用カバー６６かド方段部６７に、それぞれ支
持されている。

伸縮ｒ段４５は、蛇腹部４４４６か伸張し、支持板４８
か炉体１［１カバー６４に当１寝することによって、第
２図に示すように、遮蔽空間７（］をススカベンジャー
ホックス１の上方に構成する。この遮蔽空間は、ウェー
ハポート５８とともにウェーハ５ｂを収納し、開目２１
１を介して、スカベンジャーボックスＩ７に連通してい
る。

第２図に示すように、炉体用カバー６４は、懸吊軸６２
の降下中、支持板４８に支持される。また１反応管用カ
バー６６は、懸吊軸６２の降下に伴って、スカベンジャ
ーボックス１７の下壁２３に支持され、熱処理中、ヒー
トバリアー２６の代りに、反応管の開口１５を閉じる（
第４図参照）。

遮蔽空間７０に不活性ガスを導入するために、ポート７
２が、支持板４８に形成され、ポートに連通し、た導管
７４が、流星制御弁７５を介して、不活性ガス供給Ｐ段
３４に連結されている。なお、流星制御弁：１１ｉ、４
２，７５の代りに、連結点７６に切替弁を配設して、導
管コ０．４０．７４への不活性ガスの供給を制御しても
よい、また、ポート７２は、遮蔽空間７０に不活性ガス
を直接供給すれば足り、支持板４８以外に設けてもよい
。

この発明の外気混入防止装置７８は、伸縮−ｒ−Ｖｉ４
５と、不活性ガス供給手段３４と、供給口２８．排気口
２９の開閉手段３８とを具備して構成される。

上記構成の縦型半導体熱処理装置ｌＯにおいて、ウェー
ハ５６は、以下のようにして反応管！４に搬入出される
。

（１）ウェーハ５６が、ウェーハカセット（図示しない
）から、ウェーハポート５８に移された後、ウェーハポ
ート５８は、ポートトランスファーに係１卜され、Ｆｊ
吊される。そして、ウェーハポート５８は、ポートトラ
ンスファーから、ポートローダ６０に移され、ポートロ
ーダの懸吊軸６２に係市されて懸吊される。そして、ポ
ートローダの支持アーム６３か旋回され、第１図に示す
ように、反応ＩｒＦ１４の］一方に、ウェーハ５６、ウ
ェーハポート５８を搬送する。

その後、ウェーハ５６の搬入が開始される。

（２）制御り没５４を駆動することによって、昇降ロッ
ド５２か１−昇され、第２Ｕ′２！Ｕに示すように、支
持板４８か懸吊軸りの炉体カバー６４に当接される。昇
降ロッド５２が上昇するにつれて、蛇腹部材４６は伸張
され、ウェーハポート５８およびウェーハ５６を収納し
、スカベンジャーボックス！７に連通した遮蔽空間７０
が、構成される。当然に、クリーンルーム内の空気が、
遮蔽空間７０に残存している。ここで、Ｍ！、量制御弁
３６．３７の通過流場をゼロとし、開閉手段３８をオフ
として、供給口２８、排気口２９が、閉しられる。また
、ヒートバリアー２６によって１反応管の開口１５も閉
じられている。そのため、遮蔽空間７０は、実質的に気
密化される。

なお、ここていう気密とは、外部と完全に隔離された完
全な気密状態でなく、不活性ガスか遮蔽空間７０に供給
されたとき、遮蔽空間内に残存する空気、および、過剰
に供給された不活性ガスが、遮蔽空間から漏出しうる程
度の気密状ｙムをいう。

（３）不活性ガス供給子役３４か駆動され、窒素ガスが
、導管７４、ポート７２を介して、遮蔽空間７０に直接
供給される。窒ヨガスか供給されるにつれて。

遮蔽空間７（１に残存する空気は、窒素ガスに押しやら
れて、Ｌ方に移動し、支持板４８と炉体用カバー６４と
の隙間から、クリーンルームに漏出し、遮蔽空間から駆
逐される。遮蔽空間７０の空気か駆逐された後も、窒素
ガスは、粛続して供給される。そして、過剰に供給され
た窒、梃ガスは、支持板４８と炉体用カバ−６４との隙
間から流出する。そのため、遮蔽空間７０内の残存空気
は、窒素ガスとともに。

いづれ流出し、確実に駆逐される。そして１Ｍ蔽空間７
０は、窒素ガス雰囲気下に維持される。

また、ウェーへ間に位置し移動しにくい空気も、窒素ガ
スの流れの影！から逃れることはてきない。そして、窒
素ガスによって、ウェーへ間から押し出され、窒素ガス
とともに１Ｍ蔽空間７０を流れ、支持板４８と炉体用カ
バー６４との隙間からクリーンルームに流出する。

窒素ガスが、導管７４を介して、ｊ！蔽室空間７０供給
されると同時に、窒素ガスは、導管４０を介して、反応
ガス導入部１８から１反応管１４にも供給される。反応
管１４に供給された′？１Ｘガスは、スカベンジャーボ
ックスの下壁２コとヒートバリアー２６との隙間から、
スカベンジャーボックス１７に流入し、遮蔽空間７０内
に入りこむ。そして、反応管内に空気か残存していても
、その空気は、窒素ガスとともに、遮蔽空間７０内に流
入し、支持板４８と炉体用カバー６４との隙間から流出
する。そのため、空気は１反応管１４から確実に駆逐さ
れる。

不活性ガスが、遮蔽空間７（１に直接供給されるととも
に、反応管１４を介して、遮蔽空間７０に間接的に供給
される」ユ記構成ては、窒素ガスが、遮蔽空１ｉｆ１７
０内に万一なく行きわたる。そのため、ｉｇ蔽空Ｉｆｉ
１７０内の空気は、＊実に駆逐される。

実施例ては、過剰な不活性ガス、残存空気は、支持板４
８と炉体用カバー６４との隙間から流出する。しかし、
専用の流出［１を設けてもよい。

（・１）その後、懸吊軸Ｇ２、支持アーム６３が、降下
しはじめる。懸吊軸６２等が降下することによって、ウ
ェーハ５６、ウェーハポート５８は、窒素ガス雰囲気下
で、遮蔽空間７０内を降下する。遮蔽空間７０が完全に
’ｄ　ａ：ガス雰囲気になる市に、懸吊軸等を降下し始
めてもよい。

懸吊軸６２等の昇降に同期して、制御手段５４か駆動さ
れて、昇降ロット５２、支持板４８も降下する。

ここて、支持板４８は、炉体用カバー６４を支持したま
まド降し、支持板の降下に伴って、蛇ｌｌ５Ｊ部材４６
は、収縮する（第３図参照）。

（５）ウェーハポート５８の下端が、スカベンジャーの
開口２（）を通過した少、ヒートバリアー２６か旋回さ
れ、反応管の開ＴＩ＋５か開放される。摺接による微粒
子・の発生を防１卜するために、ヒートバリアー２Ｇを
少し浮きＬらせた後、旋回することか好ましい。ウェー
ハポート５８か開目１５を介してｖＩ！丁することによ
って、ウェーハ５６は、第３図に示すように、反応管１
４内に搬入される。

ここて、空気は、ｇ画布間７０、反応管１４から既に駆
逐されている。そのため１反応管の開目１５が開放され
ても、空気は反応管口に流入しない。また、ウェーハ間
の空気も、既に排除されている。

従って、反応管１４への空気の混入が、１−分に防（１
−される。ウェーハポート５８の′Ｆ：端かスカベンジ
ャーの開【１２０を通過する前に、開［１１５を開放し
ても差し使えない。

（６）ウェーハ５６が、反応管１４内に完全に降下する
前に、第４［Ａに示すように、反応管用カバー６６は、
スカベンジャーボックス１７の下壁２３に支持されて、
懸吊軸６２の没部６７から離反される。懸吊軸６２か１
・分に降下されると、支持板４８はスカベンジャーボッ
クスのＬ壁２２に支持される。そして、反応’ｉ”ｉ１
４へのウェーハ５６の搬入か経了する。ウェーハ５６の
搬入終了に伴って、流￥制御弁４２．７５が、閉しられ
、導管４０．７４への窒素ガスの供給が、ｌ■二められ
る。

（７）加熱Ｆ段、たとえば、ヒートコイルが通゛心され
、反応管１４か加熱されるとともに、反応ガスが、導管
４１、反応ガス導入部１８を介して、反応管１４に供給
される。そして、所定の熱処理が、ウェーハポートにの
ウェーハ５６に施される。

第４１２ｊに示すように、反応管１４に供給された反応
ガスは、反応管内を］ニジ１．シ、反応管用カバー６６
と懸吊軸６２とのｌｌ！７間、および、反応管用カバー
とｒ′壁２３との隙間から、スカベンジソーボックスＩ
７に流入する。ここて１反応ガスが、スカベンジソーボ
ックスＩ７を経て、クリーンルームに漏出すれば、クリ
ーンルームの空気か汚染される。そのため、反応ガスの
漏出によるクリーンルームの汚染を防雨するように、ス
カベンジャーボックス１７に、ハ処理中、窒素ガスか供
給される。

つまり、ＺＱ　％＋−制御ｊｆ３６．３７カ、Ｍ　ｆｉ
　ｆｆ　巾、開放され、不１５性ガス供給ｒ′−没３４
を駆動して、窒素ガスが、４ｙ：＋ｎ、供給「１２８を
介して、スカベンジャーボックスＩ７に供給される。供
給［１２８から、スカベンジャーボックス１７に供給さ
れた？￥未ガスは、スカベンジャボックス内の反応ガス
を伴って、吸引され、排気口２９、排気！ｉ？１１を介
して１排出される。なお、窒素のような不活性ガスの代
りに、高純度の空気をスカベンジャーに供給してもよい
。

（８）ウェーハに所定の熱処理か施された後、流Ｘ−制
御ゴｔ１６．３７か閉しられ、供給し１２８、排気口２
９か閉塞される。そして、ウェーハの搬出か開始される
。

つまり、懸吊＠６２、支持アームＧ３がヒ昇を開始する
。また、流早制ｎｊｒ４２．７５か開放され、窒素ガス
が、導管４０．７４を介して、反応７ｉ？１４、遮蔽空
１ｆｉｌ　７　Ｉ＋にそれぞれ供給されろ。懸吊＠５２
″ｉｌ：かＬ昇すると、やがて１反応管用カバー６６は
、下方没部６７に係市されて、スカベンジャーボ・ンク
ス１７の下壁２３から濱反し、反応管の開１１１５か開
放される。

他方、懸吊軸６２等の上昇に同期して、制ｇｇｐｅ５４
か駆動し、昇降ロット５２か昇降し、炉体用カバー６４
は、支持板４８に支持されて上昇する（第３図参照）。

導管４０を介して供給された窒素ガスは、第３図に示す
ように、反応管１４内を上シｔし、開【］１５を経て、
遮蔽空間７０に流入し、導管７４を介して遮蔽空間に直
接供給された窒素ガスとともに、炉体用カバー６４と支
持板４８との隙間からクリーンルームに流出する。

このように、ウェーハ５６の搬出工程においても、遮蔽
空間７０か構成され、窒素ガスが、反応管！４、ｆＡ蔽
室空間７０流れた後、炉体用カバー６４と支持板４８と
の隙間からクリーンルームに流出している。そのため、
ウェーハの搬出のために、反応管の開口１５が開放され
ても、外気が反応管１４．遮蔽室＋１１７０に混入する
余地はない、そして、ウェーハ５６は、不活性ガス雰囲
気中（窒素ガス雰囲気中）を上昇する。従って、搬出中
に、酸化膜の生成等不要な化学変化が、ウェーハ５６に
生じない。

しかし、外気との接触による不要な化学反応は、熱処理
後においては、熱処理前はど生しない。

そのため、不活性雰囲気Ｆで、ウェーハ５６を搬出させ
ることは必須でない。つまり、昇降ロッド５２な上昇さ
せず、遮蔽空間７０を構成することなく、ウェーハ５６
を搬出してもよい。

なお、ウェーハポート５８の下端が１反応管の開口１５
を通過した後、ヒートバリアー２６か旋回されて、開口
１５が閉じられる。

（９）ウェーハ５６か１反応管１４−１：、方の所定位
置まて上昇されると、ウェーハポート５８、ウェーハ５
５は、その位ｌから、転送位置に移される。そのため、
昇降ロッド５２は、第１図に示すように、ウェーハポー
ト５８等の搬送を邪魔しない位ｔまで下降され、蛇腹部
材４６は収縮される。そして、支持アーム６３、懸吊軸
６２を旋回し、熱処理済のウェーハ５５を積載したウェ
ーハポート５８は、支持子Ｖｌｔｓｏからポートトラン
スファーに移され、更に、移送位置に搬送されることに
よって、ウェーハはウェーハカセットに収納される。

そして１次の工程のために、別のウェーハが。

ウェーハカセットから、ウェーハポート５８に移され、
上記のような搬入、熱処理、搬出の工程か。

訝り返される。

なお、不活性ガスの代りに、ナトリウム等の不純物を除
去した極めて高純度の空気を遮蔽空間７０に供給しても
よい、このような高純度の空気を使用すれば、ウェーハ
および反応管の汚染か防１トてきる。このように、ウェ
ーハＬでの不要な酸化膜等の生成よりウェーハおよび反
応’Ｉｆ’の汚染Ｖｊ　＋トを重視すれば、不活性ガス
として、高純度の空気が使用てき、この点に注ｒ、１す
れば、高純度空気も一種の不活性ガスとして２握される
。

なお、実施例ては、井戸型反応管を具備する縦型半導体
熱処理装置について説明したが、ベル型反応管を具備す
る縦を゛詐４体熱処理装置にも、この発明か応用できる
ことは自１」てあろう。

」−記実施例は、この発明を説す１するためのものてあ
り、この発ＩＪＩを何’９限定するものてなく、この発
明の技術範囲内て変形、改造等の施されたものも全てこ
の発明に包含されることはいうまてもない。

（発明の効果） 上記のように、この発明の半導体基板の搬入出方υ：に
よれば、″ｌ′導体基板積載手段および半導体ノ、（板
を収納した遮蔽空間が、スカベンジャーボックスのＬ方
（井戸型反応管の場合）または、下方（ベル型反応管の
場合）に構成される。遮蔽空間は、′ｉ／質的に気密化
され、不活性ガスが、！画布間に供給されて、遮蔽空間
を不活性ガス雰囲気化する。そして、不活性ガス雰囲気
下のｉｇ蔽空間を介して、ウェーへ（半導体基板）が、
少なくとも、搬入される。

このように、ウェーハか不活性ガス雰囲気下て搬入され
る構成ては、ウェーハは、クリーンルームの常温りｐ気
（外気）から隔離されて搬入される。そのため、外気と
の接触に起因する不要な化学反応が、熱処理１γ１のウ
ェーハに生しない。他方。

外気中の不純物によるウェーハの汚染も防ＩＦされる。

更に、不活性ガスによって、遮蔽空間内の残存空気は、
遮蔽空間から予め駆逐される。そして。

ウェーハ間の空気も、不活性ガスに押出されて除去され
る。そのため１反応管の開１１か開放されても、外気が
、反応管内に混入する余地はなく、反応ガスを直接汚染
する虞れかない。また、外気の不純物による反応管の７
り染も防１にされるため、反応ガスの間接的な汚染も防
Ｉｔ、される。

また、この発明の外気混入防雨装置は、伸縮自在な伸縮
手段を共備している。そして、伸縮手段は１゛半導体基
板植佐−Ｌ段の支持手段に支持された炉体用カバーにＩ
接して、支持手段とスカベンジャーボックスとの間に、
゛ｒ−導体導体基板積段および半導体）、ｔｉ板を収納
した遮蔽空間を形成する。この遮蔽空間は、スカベンジ
ャーボックスの供給管、排気管か開閉ｒ段によって閉し
・られろことによって、実質的に気密化される。そして
１不１’ｌ’ｉ性ガス供給手段によって不活性ガスが、
気密化された遮蔽空間に供給され、遮蔽空間から空気を
駆逐して、遮蔽空間を不活性ガス雰囲気化する。

このような構成゛Ｃは、必要最小限の遮蔽空間が、心霊
に応して、容易に構成される。そして、空気（外気）が
、不活性ガスによって、ａｆｉｉ空間から迅速に駆逐さ
れる。また、ウェーハ間に存在する空気も、不活性ガス
によっ°Ｃ除去される。そのため、不活性雰囲気−ドの
ｇ画布１ｊ１１を介して、ウェーハか反応管に搬入され
る際、外気の混入が防１にされる。また、熱処理前のウ
ェーハに不要な化学反応が、生じる余地もなく、外気中
の不純物によるウェーハの汚染が、防止される。

このようにこのｆｆｉ　ＩＩ＋によれば、クリーンルー
ム内の常温空気（外気）にウェーハかさらされることに
起因する不要な化学反応か防１トされるとともに１反応
管内への外気の混入か防止される、ウェーハの搬出久方
υ、および外気１９人装置か提供される。また、外気中
の不純物によるウェーハ、反応管の１５染も防１にされ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、この発明に係る縦型半導体熱処
理装置の外気混入防１１：、装置の機略縦断面図であり
、第１図はＭ画布間か構成される前、第２図は遮蔽空間
か構成された後、第３図は搬入中、または、搬出人中、
第４［Ａは熱処理中の状ｙ島をそれぞれ示す。 １０　　縦型半導体熱処理装置、１２　　炉体、１４１
反応管（井戸型反応管）、１５・反応管の開口、１７ニ
スカベンシヤーボツクス、１８：反応ガス導入部、２６
ヒートハリアー、２８．２９：スカベンジャーボックス
の供給口、排気■１、〕０．３１：供給管、排気管２コ
４．不活性ガス供給−ｒ段、３６．３７．４２．７５：
流Ｈ，＋制御弁、３８：開閉−Ｌ没、４０．４１：導管
、４５：伸縮手段、４６：蛇腹部材（伸縮部材）　、４
８：支持部材、５２　：　’；ｌ　静ｃ７　ット、５４
：制御ｒ段、５５：’）、ｚ−ハ（゛１導体基板）　、
　５８：ウェーハポート（半導体基板Ｍ　・Ｉ１１″−
ＩＴｈ）、５０：ポートローダ（支持手段）、（ｉ２　
　ポートローダの懸吊軸、６３：ポートロータの支持ア
ーム、６４：炉体用カバー、６６、反＋５管川カバー、
７０遮蔽空間、７２：不活性ガス供給用ポート。 出願人　株式会社ディスコ・サイヤー・ジャパン第２図 ＦＦ −毛　ｌ＋、完　ネ山　正　書　（方式）昭和６２年７
月０６日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板積載手段に積載された半導体基板を縦
   型半導体熱処置装置の反応管に搬入出する方法において
   、半導体基板積載手段および半導体基板を収納する遮蔽
   空間が、半導体基板積載手段の支持手段とスカベンジャ
   ボックスとの間に、少なくとも、搬入の際、構成され、
   不活性ガスがその遮蔽空間に供給され、半導体基板が、
   不活性ガス雰囲気下の遮蔽空間を介して、反応管内に搬
   入されることを特徴とする縦型半導体熱処置装置への半
   導体基板の搬入出方法。
2. （２）搬出の際も、遮蔽空間が、支持手段とスカベンジ
   ャボックスとの間に構成され、不活性ガスがその遮蔽空
   間に供給され、半導体基板が、不活性ガス雰囲気下の遮
   蔽空間を介して、反応管から搬出される特許請求の範囲
   第１項記載の縦型半導体熱処置装置への半導体基板の搬
   入出方法。
3. （３）不活性ガスが、遮蔽空間に直接供給されるととも
   に、反応管に設けられた反応ガス導入部から反応管に供
   給され、反応管を介して、遮蔽空間に間接的に供給され
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の縦型半導体
   熱処置装置への半導体基板の搬入出方法。
4. （４）半導体基板積載手段の支持手段に支持された炉体
   用カバーに当接して、支持手段とスカベンジャーボック
   スとの間に、半導体基板積載手段および半導体基板を収
   納する遮蔽空間を形成する伸縮自在な伸縮手段と、 その遮蔽空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手
   段と、 スカベンジャーボックスの供給管および排気管を開閉す
   る開閉手段と、 を具備する縦型半導体熱処理装置の外気混入防止装置。
5. （５）伸縮手段が、炉体用カバーに当接可能な支持板と
   、支持板に連結され昇降することによって支持板の高さ
   を制御する昇降ロッドと、一端がスカベンシャーボック
   スに、他端が支持板に、それぞれ連結された伸縮自在な
   伸縮部材と、を備えている特許請求の範囲第４項記載の
   縦型半導体熱処理装置の外気混入防止装置。
6. （６）伸縮部材が、蛇腹部材から成る特許請求の範囲第
   ５項記載の縦型半導体熱処理装置の外気混入防止装置。
7. （７）伸縮部材が、入れ子部材から成る特許請求の範囲
   第５項記載の縦型半導体熱処理装置の外気混入防止装置
   。
8. （８）不活性ガス供給手段が、不活性ガスを、支持板に
   設けられたポートを介して、遮蔽空間に直接供給するよ
   うに構成された特許請求の範囲第４項ないし第７項記載
   の縦型半導体熱処理装置の外気混入防止装置。
9. （９）不活性ガス供給手段が、不活性ガスを、反応管に
   設けられた反応ガス導入部から反応管に供給し、反応管
   を介して、遮蔽空間に供給するように構成された特許請
   求の範囲第８項記載の縦型半導体熱処理装置の外気混入
   防止装置。