JP2550058B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

【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を熱処理するためのプロセスチ
ューブを備えた熱処理装置に関し、特にプロセスチュー
ブの開口部から内部への大気の巻き込みを防止すること
により自然酸化膜の生成を防止した熱処理装置に関す
る。

〔従来の技術〕

一般に、半導体ウェハのエピタキシャル成長やCVD等
の処理を行う場合、内部を所要のガス雰囲気に保持した
プロセスチューブ内に半導体ウェハを挿入して加熱処理
する装置が用いられている。近年、この種の熱処理装置
において、プロセスチューブ内への半導体ウェハの出し
入れの自動化を図るために、種々の装置が提案されてお
り、例えば、特開昭54−111758号公報には、複数枚の半
導体ウェハを整列配置したボートを、プロセスチューブ
の開口外側で動作される引出棒によって出し入れする構
成が記載されている。

また、この半導体ウェハの出し入れに際しては、従来
ではソフトランディング装置が提案されており、半導体
ウェハをフォークの先端に搭載し、このフォークの前後
動及び上下動を微細に制御することにより、半導体ウェ
ハの出し入れの最適化が図られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにプロセスチューブに対する半導体ウェハの
出し入れにおいて種々の改良が進められているが、いず
れの方式のものにおいても、半導体ウェハの出し入れ時
には必ずプロセスチューブの開口を開いた状態で作業を
行わせる必要がある。このため、この出し入れ時にプロ
セスチューブ開口から内部に大気が侵入されて所謂大気
の巻き込みが生じ、プロセスチューブ内の所要ガスに大
気が混入されて半導体ウェハの表面に自然酸化膜が生成
される等の好適な熱処理ができなくなる。

このため、従来では半導体ウェハをプロセスチューブ
に挿入した後に大気を追出す工程が必要不可欠のものと
され、作業工数が増大するとともに、処理の繁雑化を招
くという問題が生じている。

本発明の目的は、プロセスチューブ内への大気の巻き
込みを防止し、熱処理の最適化を図った熱処理装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の熱処理装置は、プロセスチューブの開口部に
ガイド板を固着するとともに、このガイド板の前方位置
に開閉扉を配置し、また半導体ウェハをプロセスチュー
ブ内に挿入させるフォークには、ガイド板にガイドされ
てプロセスチューブ開口端との間に所定の微小間隙を構
成し、かつ後面に開閉扉が接触される可動蓋板を設け、
しかもこの可動蓋板は中央に設けた穴に前記フォークを
挿通させてフォークの軸方向に移動可能とし、かつフォ
ーク外周との間に所定の微小間隙を構成し得るような構
成としている。

〔作用〕

ガイド板，可動蓋板及び開閉扉の協動により、可動蓋
板とプロセスチューブ開口端との間を微小間隔に保持
し、かつ可動蓋板と開閉扉との間を密接状態にすること
により、フォークの前後動及び上下動によってもプロセ
スチューブ開口端を閉塞状態に維持してプロセスチュー
ブ内への大気の巻き込みを防止し、半導体ウェハの挿入
後に直ちに所定のガス雰囲気に設定でき、熱処理の最適
化及び処理効率の向上を可能とする。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の要部の斜視図、第２図はその正面
図、第３図は全体構成の概略側断面図である。

これらの図において、１はプロセスチューブであり、
図外の加熱炉内にセットされ、内挿された半導体ウェハ
を加熱処理できるように構成している。このプロセスチ
ューブ１は、先端部1aを細径にし、ここから所要の反応
ガスをチューブ１内に供給できる。また、手前の端部1b
はそのまま開口部として開口しており、ここから半導体
ウェハを出し入れするようになっている。そして、この
実施例では、このプロセスチューブ１の開口周囲に大径
の筒２を固着してこの部分を２重筒構造にして画成され
た空間３に窒素ガスを導入可能にするとともに、この部
分のプロセスチューブ１に複数個の透孔４を開設して窒
素ガスをシャワー状に噴出するように構成している。

また、前記大径の筒２の手前端には、これよりも大径
の円形のガイド板５を一体に固着している。更に、前記
プロセスチューブ１の開口部1bの手前位置には、図外の
装置固定部に夫々ヒンジ6a,7aによって支持され、かつ
その先端が上下に開閉動作される一対の開閉扉6,7を対
向して配置している。これら開閉扉6,7は、各先端縁に
後述するフォーク８が十分挿通可能な半円形の切欠6b,7
bを形成している。

一方、加熱処理される半導体ウェハＷを前記プロセス
チューブ１に出し入れするフォーク８は、その基端が公
知のソフトランディング装置の一部９に固定支持され、
前後動及び上下動が可能とされる。このフォーク８は先
端のフォーク部8aに、複数枚の半導体ウェハＷを載置し
たボート10を搭載できる。

また、このフォーク８のフォーク部8aの基端位置に
は、フォークの筒状内部を閉塞するための内キャップ11
を取着し、またその外側にはフォーク８の筒軸方向に移
動自在な可動蓋板12を取着している。

この可動蓋板12は、ここでは八角形の板として構成さ
れ、その中央に空けた穴13をフォーク８に挿通させてい
る。このとき、穴13内周とフォーク８外周との間には微
小間隙ｙが構成される。この可動蓋板12には蓋板12を略
垂直状態に保持するための支持ローラ14を前側及び後側
に各一対突出形成し、フォーク８の周面に接して転動さ
せるようにしている。また、これらの支持ローラ14間に
は、フォーク８の上縁にそって形成したガイド突条8bに
係合されるガイドローラ15を取着し、可動蓋板12を回転
方向に規制している。

更に、可動蓋板12の前側には、先端のローラ16aが前
記プロセスチューブ１に設けたガイド板５に当接される
所要長さのスペーサ16を突出形成している。このスペー
サ16の長さは、スペーサ15がガイド板５に当接したとき
に、可動蓋板12とプロセスチューブ１の開口端との間に
微小間隙ｘが形成される長さに設定されている。

この構成によれば、第３図に示す状態では、フォーク
８はフォーク部8aに半導体ウェハＷをボート10により搭
載し、ソフトランディング装置により前方へ移動され
る。このとき、プロセスチューブ１では、先端1aから処
理ガスを供給するとともに、開口端の透孔４から窒素ガ
スを噴出させて窒素ガスシャワーを形成し、チューブ１
内への大気の侵入防止を図っている。また、このとき開
閉扉6,7は開いている。

次いで、フォーク８がプロセスチューブ１内に侵入し
た第４図の状態では、開閉扉6,7が閉じ、可動蓋板12の
外側面に接触する。このとき、可動蓋板12は、後面から
の開閉扉6,7の押す力によりスペーサ16がガイド板５に
当接する位置に挟み込まれ、これにより開閉扉6,7と協
動してプロセスチューブ１の開口端との間に微小間隙ｘ
を保った状態でプロセスチューブ１の開口端を閉塞す
る。このため、プロセスチューブ１内への大気の巻き込
みが抑制できる。この間、窒素ガスのシャワーは継続さ
れており、大気巻き込みを更に抑制する。

そして、第５図のように、フォーク８が更に前進され
たときには、可動蓋板12は支持ローラ14に支持されなが
らガイドローラ15によってフォーク８に沿って後方に移
動され、プロセスチューブ１の閉塞状態を維持する。次
いで、同図のようにソフトランディング装置によりフォ
ーク８が下動してボート10をプロセスチューブ１内に載
置する状態では、スペーサ16のローラ16aがガイド板５
に沿って転動し間隙ｘを保持しながら可動蓋板12もフォ
ーク８とともに下動される。この下動によっても、可動
蓋板12と開閉扉6,7の重なり量によって、両者の協動に
よる閉塞効果は保持される。

この状態から、開閉扉6,7が開き、かつフォーク８が
後退することにより、半導体ウェハＷのセット作業が完
成され、以後通常のように半導体ウェハの加熱処理が行
われる。

したがって、この装置では、可動蓋板12,開閉扉6,7及
びガイド板５等の協動作用により、半導体ウェハＷの出
し入れ時にプロセスチューブ１の開口を閉塞状態に保持
し、チューブ内への大気の巻き込みを有効に防止でき
る。これにより、プロセスチューブ１内を直ちに所定の
ガス雰囲気に設定でき、迅速な熱処理と自然酸化膜の生
成防止を実現できる。

また、処理後の半導体ウェハの取り出しは、前記した
工程と略逆の工程により行うことができる。

ここで、可動蓋板12に設けたスペーサ16は、カイド板
５側に設けてもよい。また、支持ローラ14をフォーク８
に設けたガイド突条に係合させることにより、ガイドロ
ーラ15を省略することも可能である。

また、ガイド板5,開閉扉6,7及び可動蓋板12等の形状
は種々に変更できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、プロセスチューブの開
口部に固着したガイド板と、このガイド板の前方位置に
配置した開閉扉と、フォークに移動可能に取着した可動
蓋板とでプロセスチューブの開口を閉塞するように構成
したので、フォークの前後動及び上下動によってもプロ
セスチューブ開口端を閉塞状態に維持してプロセスチュ
ーブ内への大気の巻き込みを防止し、半導体ウェハの挿
入後に直ちに所定のガス雰囲気に設定でき、熱処理の最
適化及び処理効率の向上を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部の斜視図、 第２図はその正面から見た模式的な図、 第３図は全体構成を示す概略側断面図、 第４図及び第５図は作用を説明するための第３図と同様
の側断面図である。 １……プロセスチューブ、２……大径筒、３……空間、
４……透孔、５……ガイド板、6,7……開閉扉、８……
フォーク、９……ソフトランディング装置、10……ボー
ト、11……内キャップ、12……可動蓋板、13……穴、14
……支持ローラ、15……ガイドローラ、16……スペー
サ、Ｗ……半導体ウェハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸田 哲也 茂原市早野3681番地 日立デバイスエン ジニアリング株式会社内 (56)参考文献 実開 昭63−15040（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−55531（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開口端から内部に挿入セットされた半導体
   ウェハを加熱処理するプロセスチューブと、この半導体
   ウェハを支持してプロセスチューブ内に挿入させるフォ
   ークとを有する熱処理装置において、前記プロセスチュ
   ーブの開口部にガイド板を固着するとともに、このガイ
   ド板の前方位置に上下対向配置された一対の開閉扉を配
   置し、前記フォークには前記ガイド板にガイドされてプ
   ロセスチューブ開口端との間に所定の微小間隙を構成し
   かつ後面に前記開閉扉が接触される可動蓋板を設け、こ
   の可動蓋板は中央に設けた穴に前記フォークを挿通させ
   てフォークの軸方向に移動可能とし、かつこの穴とフォ
   ーク外周との間に所定の微小間隙を構成し得るように構
   成したことを特徴とする熱処理装置。