JPH01170016A - 熱処理装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はウェハポート支持部材を用いウェハをウェハポ
ートごと熱処理炉への搬入やその搬出を行う機構を有す
る熱処理装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ウェハポート支持部材を用いウェハをウェハ
ポートごと熱処理炉への搬入やその搬出をけう熱処理装
置において、そのウェハポート支持部材のウェハポート
支持領域に非酸化性ガス供給手段を設けることにより、
外気あ巻き込みの防止等を実現するものである。

〔従来の技術〕

不純物拡散や酸化処理等が行われる熱処理炉では、通常
複数のウェハをウェハポートに載置し、そのウェハポー
トごと複数のウェハを炉内へ搬入し、或いは搬出するこ
とが行われている。

ところで、このようなＬＳＩ、ＣＣＤの製造ラインでの
熱処理作業を行う装置として、ウェハポート支持手段に
よって上記ウェハポートの搬入。

搬出を行う装置があり、その中でも、その搬入。

搬出時に生ずる塵（ダスト）等を防止するために、炉内
でウェハポートを下降させ或いは上昇させる機構（いわ
ゆるソフトランディング機構）を有する装置が用いられ
てきている。

第４図は従来の熱処理装置の一例を示しており、この熱
処理装置の構造について簡単に説明する。

まず、略円筒状の石英管よりなる熱処理炉４１の炉口４
２にはキャップ４３が設けられ、炉口４２の反対側には
ガス流量計４７を介してボンベ等からガスを炉内に流す
ためのガス流入口４４が設けられている。また、この熱
処理炉４１の周囲には加熱するためのヒーター４５が設
けられ、また、熱処理炉４１の周囲の一部には排気口４
６が設けられている。そして、そのような熱処理炉４１
に対して搬入、搬出を行うために、複数のウェハ５１を
その主面と主面の間を所定間隔あけながら並べて載置さ
せるウェハポート５０が有り、このウェハポート５０の
底部には、ウェハポート支持部材５２の先端部５３が係
合する機構にされている。

ウェハポート支持部材５２は、上記熱処理炉４１の軸方
向に移動可能であり、且つ上下動が可能である。

この熱処理装置の動作は、ウェハボー）５０を炉外部で
ウェハポート支持部材５２に載置させた後、ウェハポー
ト支持部材５２が熱処理炉４１に向かって移動する。次
に、各ウェハ５１が十分に炉内部に搬入されたところで
、ウェハポート支持部材５２が下方に移動して、ウェハ
ポート支持部材５２が炉外に戻る。すると、ウェルボー
）５０は炉内に残される。また、搬出の場合には、その
逆の動作が行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のいわゆるソフトランディング機構を有した熱処理
装置では、そのダスト等の低減を図ることが可能となる
が、搬入時等における外気（空気）巻き込みが問題とな
り、これが素子特性の劣化につながっている。

すなわち、ウェハポート５０を熱処理炉４１へ搬入した
り搬出したりする場合には、炉口４２より外気が持ち込
まれる。例えば、１０００°Ｃでウェハ５１をウェハポ
ート５０ごと搬入、搬出した場合には、ウェハ５１上に
約６０上桟度の酸化膜が成長してしまう、このため酸化
を行った場合では酸化膜の膜厚がばらついたり、酸化膜
−シリコンの界面特性の劣化等の問題が生じ、特性の安
定化を図ることができないでいた。

このような技術的な課題に対して、本出願人は先に特願
昭６２′ｊ２０１８９６号明細書及び図面に記載したよ
うに、ウェハポート挿入取り出し部材に貫通孔を設け、
下から上へ不活性ガスを流す機構を備えた先行技術につ
いて提案している。

本発明は、その提案した先行技術についての改良にかか
る発明であって、熱処理装置における空気等の巻き込み
を防止して、安定した熱処理を実現することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ウェハポートが挿入される炉口を有する熱処
理炉と、上記ウェハポートを支持し上記熱処理炉に対す
る搬入及び搬出を行うウェハポート支持部材を有し、そ
のウェハポート支持部材は上記ウェハポート支持領域に
非酸化性ガス供給手段を有することを特徴とする熱処理
装置により上述の問題点を解決する。

〔作用〕

ウェハポート支持部材のウェハポート支持領域に、非酸
化性ガス供給手段を設けることにより、ウェハポート上
に載置している各ウェハの間の外気等を非酸化性ガスに
置き換えて行くことができる。

〔実施例］ 本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。

まず、本実施例の熱処理装置の構造について、第１図お
よび第２図を参照しながら説明する。

その主な構成は、熱処理炉１と、ウェハポート１０と、
ウェハポート支持部材１１とから構成され、さらに上記
ウェハポート支持部材１１には、外気等の巻き込みを防
止するための非酸化性ガス供給手段としてのガス供給管
１２が設けられている。

上記熱処理炉ｌは、ウェハ１３を炉内部７にて酸化処理
、拡散処理、アニール等の各種熱処理を施すための炉で
あって、例えば石英管により構成される。この熱処理炉
ｌの一端には炉口２が設けられ、この炉口２よりウェハ
１３がウェハポート１０ごと搬入され或いは搬出される
。炉口２には、熱処理中に当該炉口２を塞ぐためのキャ
ップ６が取り付けられる。このキャップ６は、開閉自在
とされる。上記熱処理炉ｌの他端は、略先細り状とされ
てガス流入口３が設けられている。このガス流入口３よ
り、所要のガス流量計８を介して、ガスが炉内部７に流
入する。このガス流入口３より炉内部７に導入されるガ
スは、特に限定されるものではないが、ウェハポート１
０の搬入時と搬出時には、例えば窒素ガスを流すことが
できる。上記熱処理炉ｌの周囲は、例えば円筒状とされ
る。

この周囲には、加熱するためのヒーター５が設けられる
。また、熱処理炉１の炉口２の近くには、炉内部７のガ
スを流出させるための排気口４が設けられる。

上記ウェハポートｌＯは、複数のウェハ１３を所定間隔
あけながら並んでｉ！ｉ！するための部材である。これ
は例えば石英等を材料として構成される。また、その底
部には、上記ウェハポート支持部材１１が係合し、その
保合によって当該ウェハポート１０は上記熱処理炉１の
炉内部７まで搬入され、或いは熱処理炉１から搬出され
る。なお、非酸化性ガスを良く通すために貫通孔を設け
ても良い。

上記ウェハポート支持部材１１は、上記ウェハボー）１
０をウェハポート支持領域１４に載置して、その搬入、
Ｒ出を行うためのフォークである。

ウェハポート支持部材１１の材料は、例えば石英である
。このウェハポート支持部材１１は、中空状の構造物で
あり、その基端側１８の開口は塞がれたものとなる。な
お、その中空の途中に仕切りを入れるような構造として
も良い、上記ウェハポート支持部材１１は、熱処理炉１
例の先端側がウェハポート支持領域１４とされ、上記ウ
ェハポートＩＯの底部に係合し易いように先端側が薄く
されている。このウェハポート支持部材１１の基端１８
側は、構造的に厚くされ搬入、搬出の動作を容易に行う
強度を有している。

そして、このウェハポート支持部材１１には、上記ウェ
ハポート支持領域１４に非酸化性ガス供給手段としての
ガス供給管１２が設けられている。

ガス供給管１２は、例えば窒素等の非酸化性ガスや不活
性ガスを供給するための管であって、複数の孔が設けら
れる。この孔の位置は、ウェハポート１０が係合される
位置に対応すなわち各ウェハ１３の位置に対応する。そ
して、上記ウェハポート支持部材１１にも、その孔に対
応してガス孔が設けられる。このガス供給管１２は、上
記ウェハポート支持部材１１の先端側から基端側へ上記
熱処理炉１の軸方向に沿って延在されており、ウェハポ
ート支持部材１１の基端１８から取り出され、バルブ１
６を介して窒素ガスのボンベに接続する。

次に、第１図及び第２図を参照しながら、ウェハポート
１０の搬入時の動作について説明すると、初めに第１図
に示すように、熱処理炉ｌでは、キャップ６が炉口２を
塞ぎ、炉内部７にはガス流入口３からの窒素ガスが流入
しているものとする。

一方、ウェハポート支持部材ｌｌ上には、ウェハポート
１０が１ｆｆｌＦされており、そのウェハポートには、
複数のウェハＩ３がセットされている。

そして、この状態から搬入を開始するが、本実施例の熱
処理装置では、上記ウェハポート支持部材１１のウェハ
ポート支持領域１４に取り付けられたガス供給管１２か
ら非酸化性ガスとしての窒素ガスが流れ出る。このため
各つ二ハ１３の間のところでは搬入時に窒素ガスが外気
を追い出すことになる。まず、上記キャップ６が別れて
、炉口２が開く、そして、上記ウェハポート支持部材ｌ
ｌが熱処理炉ｌに向かって動いて行く。このとき、上記
ガス供給管１２からは窒素ガスが流出し続け、外気の巻
き込みが防止される。

ウェハポートｌＯが炉内部７の所定の位置まで搬入され
た後、上記ウェハポート支持部材１１が少し下降し、ウ
ェハポートｌＯとウェハポート支持部材１１との保合状
態が解除される。このためウェハポートｌＯは炉内部７
に残され、第２図に示すように、ウェハポート支持部材
１１が元の位置まで後退して、搬入動作を終了する。

このような搬入動作時には、流す窒素ガスの流量を通常
よりも多くすることができる。すなわち、ガスの流量を
増加させることによって、外気等の流入を抑えることが
できる。

また、本実施例の熱処理装置において、搬出を行う場合
には、上述の搬入の動作と逆の動作を行うように操作す
れば良い、このときもガスの流量を増加させることがで
きる。

次に、第３図を参照しながら、従来の熱処理装置（第４
図参照）と本実施例の熱処理装置のそれぞれ酸化膜の変
化について比較を行った実験について説明する。

実験は、約１０００℃にて、ウェハ１３をウェハポート
１０に載置し、上述の如き搬入と搬出を行ったものであ
り、ボート炉口側、ボート中央およびボート炉奥側の三
箇所で、酸化膜の膜厚の増加量を調べている。

第３図中、Ｑ印は従来の熱処理装置の例であり、・印は
ウェハポート支持部材１１に取り付けられたガス供給管
１２からはガスを流さず且つ熱処理炉１のガス流入口３
からのガス流入量を３倍にした例である。また、目印は
ウェハポート支持部材１１に取り付けられたガス供給管
１２から窒素ガスを流し且つ熱処理炉ｌのガス流入口３
からのガス流入量は通常のままとした例である。また、
Δ印は上記ガス供給管１２から窒素ガスを流し且つ熱処
理炉ｌのガス流入口３からのガス流入量を３倍にした例
である。

その結果を従来の熱処理装置（図中Ｏ印）と比較してみ
ると、第３図からも明らかなように、まず、熱処理炉ｌ
のガス流入口３からのガス流入量を３倍（図中・印）に
することで外気の巻き込み量を低下させ、およそ酸化膜
の膜厚の増加を半分はどにすることができる。また、ウ
ェハポート支持部材１１のガス供給管１２から窒素ガス
を流す（図中目印）ことにより、外気の巻き込み量を低
下させ、単にガス流入口３からのガス流入量を３倍にす
るよりも更に酸化膜の膜厚の増加を抑えることができる
。そして、図中Δ印で示し破線で結ぶように、ガス流入
口３からのガス流入量を３倍にし且つウェハポート支持
部材１１のガス供給管１２から窒素ガスを流すことによ
り、全体での酸化膜の増加を１０人以内に抑えることが
できる。

炉奥側で約３０人であったものがおよそ３分の１になっ
たことになる。従って、従来と比べて十分に外気の巻き
込みが抑えられていることが判る。

また、特に破線で示すように、ボート炉口側、ボート中
央およびボート炉奥側の三箇所でその酸化膜はいずれも
ｌＯ人程度のデータを示している。

これは、ウェハボー）１０のどの部分にウェハ１３をセ
ットしてもそれ程膜厚の差がでないことを示しており、
従って、本実施例の熱処理装置をプロセスラインで使用
することで、製造上のばらつきは抑えられ、歩留り向上
を図ることができる。

〔発明の効果〕

本発明の熱処理装置は、そのウェハポート支持部材に非
酸化性ガス供給手段を設けているために、搬入時や搬出
時における外気の巻き込みが防止される。このため、酸
化膜の膜厚の増加等の抑制することができ、歩留りの向
上を図ることができ、特性劣化を防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱処理装置の一例にかかりウェハポー
トの搬入前の状態を模式的に示す断面図、第２図は本発
明の熱処理装置の一例にかかりウェハポートの搬入後の
状態を模式的に示す断面図、第３図は本発明の熱処理装
置と従来の熱処理装置を比較した実験の結果を示す特性
図、第４図は従来の熱処理装置の一例を模式的に示す断
面図である。 １・・・熱処理炉 ２・・・炉口 ３・・・ガス流入口 ５・・・ヒーター ｌＯ・・・ウェハポート １１・・・ウェハポート支持部材 １２・・・ガス供給管 １３・・・ウェハ 特許出願人　　　ソニー株式会社 代理人弁理士　小泡　晃（他２名） 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ウェハポートが挿入される炉口を有する熱処理炉と、
   上記ウェハポートを支持し上記熱処理炉に対する搬入及
   び搬出を行うウェハポート支持部材を有し、そのウェハ
   ポート支持部材は上記ウェハポート支持領域に非酸化性
   ガス供給手段を有することを特徴とする熱処理装置。