JPS634343B2

JPS634343B2 -

Info

Publication number: JPS634343B2
Application number: JP54110422A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Takagaki; Hiroto Nagatomo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-08-31
Filing date: 1979-08-31
Publication date: 1988-01-28
Also published as: JPS5636129A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は半導体薄板の熱処理効率の向上及び装
置の小型化を図つた熱処理方法及び装置に関する
ものである。

半導体製造装置において、半導体薄板（ウエー
ハ）に拡散や酸化等の熱処理を行なう場合、従来
では第１図に例示するような熱処理装置を用いて
いる。この装置は、大別してボート搬送部１、ガ
ス排気部２、炉体３及びガス供給部４とから構成
されている。前記炉体３には多段に炉心管（プロ
セスチユーブ）５を配設しており、各炉心管５は
図外のヒータ等によつて所望の温度に加熱される
ようになつている。また、前記ガス排気部２にお
いて各炉心管５の延長部は開口しており、後述す
るボートが炉心管内に往復出入できるようになつ
ている。

一方、各炉心管５の延長線上に対応するボート
搬送部１には夫々ボートローダ６が配設してい
る。図では最上のボートローダをのみ図示してい
るが、ボートローダ６はカバー１ａ内に配設した
図示しない駆動機構から溝７を通してその一部を
カバー１ａ外に突出し、炉心管の軸線方向に往復
移動するボート駆動部８と、前記炉心管の軸延長
線に沿つて配置し、その基端をボート駆動部８に
取付けてボート駆動部８の移動に伴なつて炉心管
内に出入するボート９とで構成している。熱処理
される半導体薄板１０は、このボート９の先端に
保持されるようになつている。

そして、このような熱処理装置における処理は
次のような手順にて行なう。即ち、第２図に示す
ように、ボート９の先端に半導体薄板の載置用治
具１１を乗せて半導体薄板１０を保持した上でボ
ート駆動部１８を作動してボート９を炉心管５内
に侵入させる。所定の位置まで侵入させたところ
でボート９の全体或は先端を僅かに下降すれば、
載置用治具１１は炉心管内底面上に置かれる。し
かる後、ボート９を後退させて炉心管５内から引
出せば、載置用治具１１及び半導体薄板１０のみ
炉心管内に残されるので、炉心管の開口に蓋をし
て所謂熱処理を行なうのである。熱処理が完了し
た半導体薄板は、再びボート９を炉心管内に侵入
させてその先端に治具１１と共に乗せ、ボートを
引出すことによつて炉心管から取出すことにな
る。

したがつて、この熱処理に際しては、一回の熱
処理を行なうためにボート９を炉心管５内に二往
復させねばならず、しかも炉心管内に半導体薄板
をセツトした後には炉心管の開口に蓋をするとい
う作業が必要とされるため、熱処理の全工程時間
が長くなると共に、これらの作業の自動化が困難
になるという問題がある。

また、前述したような炉心管５内に搬入した半
導体薄板１０を載置用治具１１と共に炉心管内に
残す処理方法では、第８図にボート９及び治具１
１の断面構造を示すように、ボート９が若干下降
したときに炉心管内底面に衝接する支持脚１２を
治具１１に設けねばならず、しかもこの支持脚１
２の下端がボート９の底面より下方に突出するよ
うに形成しなければならない。このため、半導体
薄板の搬出入時に前記支持脚１２の下端が炉心管
内面と干渉し易く、支持脚１２や炉心管内面を傷
つけるおそればある。特に炉心管内面を傷つける
と、切り粉が炉心管内のガスと混ざり、正常な熱
処理が行なわれなくなる。このため、従来では炉
心管５の内径を充分大きなものに設計せざるを得
ず、前述のように炉心管を多段配置する装置で
は、その小型化の障害になつている。

したがつて、本発明の目的は、熱処理作業の工
数の低減や自動化を図つて熱処理効率を向上する
と共に熱処理装置の小型化を図つた熱処理方法及
び熱処理装置を提供することにある。

以下、実施例により本発明を説明する。

先ず本発明の熱処理装置を説明し、次にこの熱
処理装置に基ずいて本発明方法を説明する。

第４図は本発明装置における要部の構成、即ち
ボートローダの構成を示しており、炉心管を有す
る炉体や、ガス排気部、ガス供給部は従来と同一
の構成であるため説明は省略する。図に示すよう
に、ボートローダ６Ａのボート駆動部８Ａは、基
台１８に炉心管の軸線方向に設けた２本のガイド
１３上を往復移動できる移動板１４を有し、この
移動板１４に螺合する送りねじ１５をモータ１６
にて軸転することにより移動板１４を往復移動す
ることができる。また、この移動板１４の一部は
カバー１ａに形成した溝８を通してカバー外に突
出し、ボート固定板１７を形成している（第１図
参照）。

そして、略円筒状に形成したボート９Ａは、そ
の基部を２本のベルト１８にてこの固定板１７に
固定する一方、炉心管側に設けたローラ１９にて
ボート９Ａの先端側を支持させ、固定板１７の移
動に伴なつてボート９Ａが炉心管内に出入できる
ようにしている。このボート９Ａは、石英等の耐
熱性部材にて形成されており、第５図に側面形状
を示すように、先端部位において円筒の略上半分
を削成し、かつこれを底板２０及び端板２１，２
２にて封止することにより乗置台２３を形成して
いる。この乗置台２３は、両端にバツフル２４を
設ける一方、各バツフル２４間には半導体薄板１
０を載置する載置用治具１１Ａを乗置できるよう
に構成している。尚、治具１１Ａは第６図に示す
ように、各平行ステム１１ｂに形成した切欠き内
に半導体薄板１０を嵌合支持して前記乗置台２３
上に置かれているもので、第３図に示した従来の
ような支持脚は設けられていない。

一方、ボート９Ａの略中央部、正確に言えばボ
ート９Ａが第５図に仮想線で示す炉心管５内に侵
入されたときに炉心管５の開口部に相対する部位
には、第７図に合せて示すように、内部ににガラ
ス繊維等の断熱材２５を充填した筒状の内部蓋体
２６をボート内空間に内挿する一方、同様に内部
に断熱材２７を充填した略鞍状の外部蓋体２８を
ボート９Ａ外周部上に嵌合しているのである。そ
して、これら内、外部蓋体２６，２８は、ボート
９Ａが炉心管内に侵入したときに協働して炉心管
開口を塞ぐように（多少のガス抜き用の隙間は生
じるが）形成しているのである。また、これら両
蓋体２６，２８はボート９Ａ内や上側に単に置く
だけでもよく或いは半固定状態に設けてもよい。
図中、２９は加熱膨張した空気の抜き孔である。

次に、前述の装置を使用した本発明方法を説明
する。

ボート９Ａ先端の乗置台２３上に載置用治具１
１Ａを乗せ、更にこの上に半導体薄板１０を載置
した後、モータ１６を駆動すれば、送りねじ１５
によつて移動板１４及び固定板１７はガイド１３
に沿つて炉心管５方向へ移動し、ボート９Ａを先
端側から炉心管内に侵入させる。ボート９Ａはロ
ーラ１９に支持されながら、炉心管５内の幾分下
側に沿つて侵入される。そして、半導体薄板１０
が所定の位置にまで挿入されたところでボート９
Ａを停止させると、丁度炉心管の開口位置に移動
してきた内部、外部の両蓋体２６，２８が協働し
て炉心管の開口を閉塞する。これにより、この状
態のまま炉心管を加熱し、更に場合によつてはガ
スを通流しながら熱処理を行なつても、炉心管内
は熱的には封止状態となるため極めて良好な熱処
理を行なうことができる。熱処理の完了後は、ボ
ート９Ａを炉心管から引出して治具１１Ａと共に
半導体薄板１０をボートから降ろし、代りに次に
処理する半導体薄板を治具と共に乗置すれば、前
述と同様にして熱処理を行なうことができる。

従つて、この方法では一回の熱処理に際してボ
ートを一往復するだけでよいから処理工数が低減
できると共に、炉心管内に半導体薄板を置くため
の治具に支持脚を形成する必要もないから支持脚
と炉心管内面との干渉も生じ難く、それだけ炉心
管径を低減して装置を小型にできる。また、前述
した装置ではボートを炉心管内に侵入させればボ
ートに設けた蓋体により自動的に炉心管の開口を
閉塞するので、装置の自動化も可能となる。

尚、本発明装置におけるボートローダは前記実
施例の外に種々の変形例が考えられることは言う
までもない。

以上のように本発明は、半導体薄板を乗置した
ボートを炉心管内に侵入させたままの状態で熱処
理を行なうので、ボートの必要往復動数を低減し
て熱処理工数を低減し、処理効率の向上を図るこ
とができると共に、半導体薄板やその載置用治具
をボートから降す必要がないので炉心管を減径で
き、装置の小型化を図ることができる。また、本
発明はボートの一部に蓋体を設けているので、手
作業による炉心管開口の閉塞作業が不要となり、
処理効率の向上と共に装置の自動化を図ることも
できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱処理装置の外観斜視図、第２
図は従来の作業を説明する側面図、第３図は第２
図の−線に相当する断面図、第４図は本発明
の熱処理装置のボートロードの斜視図、第５図は
ボートの側面図、第６図及び第７図は夫々第５図
の−，−線に相当する断面図である。１……ボート搬送部、３……炉体、５……炉心
管、６，６Ａ……ボートローダ、９，９Ａ……ボ
ート、１０……半導体薄板、１１，１１Ａ……載
置用治具、１５……送りねじ、１６……モータ、
２３……乗置台、２６……内部蓋体、２８……外
部蓋体。

Claims

【特許請求の範囲】１炉心管に対して往復出入可能なボートにより
この炉心管内に半導体薄板を搬出入して熱処理を
行なうようにした熱処理方法において、前記炉心
管内に前記ボートを前記炉心管内面に接触しない
状態で前記半導体薄板を搬入し、その後、前記ボ
ートをそのまま前記炉心管内に留めた状態で熱処
理を行なうようにしたことを特徴とする半導体薄
板の熱処理方法。２一端を開口した炉心管と、この炉心管の延長
線上において前記炉心管の前記開口に向かつて往
復移動する駆動部と、この駆動部に固定されかつ
先端部には半導体薄板を載置でき、前記駆動部の
作動により前記炉心管内に前記炉心管内面に接触
することなく往復出入するボートとを備え、この
ボートの一部には、前記ボートが前記炉心管内に
侵入したときに前記炉心管開口を閉塞する断熱性
の蓋体を設けたことを特徴とする半導体薄板の熱
処理装置。３蓋体はボート内に挿入した内部蓋体と、ボー
ト外周に嵌合した外部蓋体とからなる特許請求の
範囲第２項記載の半導体薄板の熱処理装置。