JP2550059B2 - 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の
前方位置に一対の対向する開閉扉を配置し、かつフォー
クにはフォークの筒内部を塞ぐ内キャップと、その外側
に嵌合する外キャップとを設け、開閉扉はフォークの外
周に対応する略半円形の切欠を形成しかつ外キャップに
接触可能な構成としている。

〔作用〕

開閉扉と外キャップとの接触により、プロセスチュー
ブ開口端とフォークとの間を閉塞でき、しかもフォーク
がプロセスチューブに対して下動した場合にもこの閉塞
状態を維持でき、これによりプロセスチューブ内への大
気への巻き込みヲ防止してチューブ内を所定のガス雰囲
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、
加熱炉Ｈ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5a,6a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5,6を配設している。これら開閉扉5,6は、各先端縁
に後述するフォーク７よりも上下方向に幾分長い半円形
の切欠5b,6b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７は、その基端が公
知のソフトランディング装置の一部８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７は先
端のフオーク部7aに、複数枚の半導体ウェハＷを載置し
たボート９を搭載できる。

また、このフォーク７のフォーク部7a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10
を取着し、またその外側にはフォーク７の筒軸方向に移
動可能に円形の外キャップ11を嵌合取着している。この
外キャップ11は、下側に偏心した位置にフォーク７と略
等しい径の穴12をあけ、この穴にフォーク７を挿入させ
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
７はフォーク部7aに半導体ウェハＷをボート９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5,6は開いている。

次いで、フォーク７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5,6が閉じ、外キャップ11
の外側面に接触する。これにより、外キャップ11はプロ
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。なお、このとき上側の開閉扉５とフ
ォーク７との間隙は微小間隙ｘに保持される。

そして、第５図のように、フォーク７が更に前進され
たときには、外キャップ11フォーク７とともにプロセス
チューブ１内に侵入される。このとき、プロセスチュー
ブ１の開口端は開閉扉5,6とフォーク７の外周によって
維持される。

そして、第６図のように、ソフトランディング装置に
よりフォーク７が下動してボート９をプロセスチューブ
１内に載置する際には、下側の開閉扉６が開いてフォー
ク７の下動を可能とする。そして、このフォーク７が下
動状態のままで後退して外キャップ11がプロセスチュー
ブ１の開口端位置にまで移動されたときには、上側の開
閉扉５と外キャップ11とで開口端を閉塞し、チューブ内
の閉塞効果を保持している。

この状態から、通常のように半導体ウェハへの加熱処
理が行われる。

したがって、この装置では、開閉扉5,6及び外キャッ
プ11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なうことができる。

〔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
口部の前方位置に一対の対向する開閉扉を配置し、かつ
フォークにはフォークの筒内部を塞ぐ内キャップと、そ
の外側に嵌合する外キャップとを設け、開閉扉はフォー
クの外周に対応する略半円形の切欠を形成かつ外キャッ
プに接触可能に構成しているので、開閉扉と外キャップ
との接触によりプロセスチューブ開口端とフォークとの
間を閉塞でき、しかもフォークがプロセスチューブに対
して下動した場合にもこの閉塞状態を維持でき、これに
よりプロセスチューブ内への大気への巻き込みを防止し
てチューブ内を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図はその正面からみた模式的な図、 第３図は全体構成を示す概略側断面図、 第４図乃至第６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、5,6……開閉扉、１……フォーク、８……
ソフトランディング装置、９……ボート、10……内キャ
ップ、11……外キャップ、12……穴、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 特開 昭56−248126（ＪＰ，Ａ)

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、このプロセ
   スチューブに半導体ウェハを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
   部の前方位置に一対の上下対向する開閉扉を配置し、前
   記フォークにはフォークの筒内部を塞ぐ内キャップと、
   その外側に嵌合する外キャップとを設け、前記開閉扉は
   前記フォークの外周に対応する略半円形の切欠を形成し
   かつ前記外キャップに接触可能に構成したことを特徴と
   する熱処理装置。