JPH02106923A - 基板の熱処理方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、縦型熱処理装置を用いた基板の熱処理方法に
関する。

（従来の技術） 近年、半導体デバイスの製造工程における成膜工程や熱
拡散工程で使用される熱処理装置として、省スペース化
、省エネルギー化、被処理物である半導体ウェハの大口
径化および自動化への対応が容易であること等の理由か
ら縦型熱処理装置が開発されている。

このような縦型熱処理装置は、石英等からなる円筒状の
反応容器およびこの周囲を囲繞する如く設けられたし−
タ、均熱管、断熱材等から構成された反応炉本体がほぼ
垂直に配設されており、反応容器内に多数の半導体ウェ
ハを所定の間隔で棚積み収容した石英等からなるウェハ
ボートが配置されている。このウェハボートは、昇降機
構によって、反応容器内へ下方からロード・アンロード
され、多数の半導体ウェハに対して所望の熱処理が施さ
れるように構成されている。

また、半導体ウェハを搬送する場合、通常樹脂製の搬送
用基板保持具、いわゆるウェハカセットを用いている。

このため、このウェハカセットから半導体ウェハをウェ
ハボート（処理用基板保持具）に移載する必要があり、
反応炉本体１基に１台の移載機構が設置されている。

（発明が解決しようとする課８） ところで、このような縦型熱処理装置においては、通常
、被処理基板のローディング時間を短縮するために、ウ
ェハカセットからウェハボートへの被処理基板の移載は
バッチ式で一括して行われている。しかし、このバッチ
式の被処理基板の移載機構では、半導体ウェハの大口径
化等への対応が困難であるため、被処理基板の枚葉式で
の移載機構が望まれているが、単に移載機構を枚葉式と
しただけでは処理効率が低下してしまうという問題があ
る。また、このような縦型熱処理装置においても、さら
に設置面積の縮小化や装置コストの低減等が当然要求さ
れている。

本発明は、このような従来の事情に対処してなされたも
ので、縦型熱処理装置において、従来に較べて設置面積
の縮小化や装置コストの低減を可能とするとともに、生
産効率を低下させることな（枚葉式での被処理基板の移
載の実現を可能にした基板の熱処理方法を提供すること
を目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明の基板の熱処理方法は、ほぼ垂直に設け
られた複数の反応炉本体それぞれで被処理基板に対して
所望の熱処理を施すにあたり、第１の反応炉本体で前記
熱処理を行っている期間に、前記複数の反応炉本体間に
設けられた基板移載機構によって、第２の反応炉本体に
おける処理用基板保持具に搬送用基板保持具から・前記
被処理基板を一枚づつ移載し、前記複数の反応炉本体に
対して前記熱処理と被処理基板の移載とを順に行いつつ
連続的に処理を繰返すことを特徴としている。

（作　用） 複数の反応炉本体に対して１つの基板移載機構を設け、
一つの反応炉本体で処理を行っている際に、他の反応炉
本体における被処理基板の移載を行うことにより、複数
の反応炉本体において基板移載機構を共用して装置全体
の稼働率を高めることが可能になるとともに、基板の枚
葉式での移載による処理効率の低下を装置全体として補
うことができる。

（実施例） 以下、本発明の基板の熱処理方法を適用した縦型熱処理
装置について図面を参照して説明する。

筐体１は、例えばクリーンルームの境界に沿って水平方
向に接続して設けられた３つの筐体１ａ、１ｂ、ＩＣか
ら構成されている。これらの筐体１ａ〜ＩＣのうち、両
側に設けられた筐体１ａ１１Ｃ内には、それぞれ例えば
石英によって形成した円筒状の反応容器とその周囲を囲
繞する如く設けられた抵抗加熱ヒータ、均熱管、断熱材
等とから構成された２つの反応炉本体２ａ、２ｂがほぼ
垂直に配設されている。また、これらの反応炉本体２ａ
、２ｂの下部には、反応炉本体２ａ、２ｂ内に、処理用
基板保持具に収容された被処理基板例えばウェハボート
３ａ、３ｂに載置された多数の半導体ウェハ４を、ロー
ド・アンロードする機構として、ボートエレベータ５ａ
、５ｂがそれぞれ設けられている。

また、上記筺体１ａ〜ＩＣのうち中央に設けられた筐体
１ｂには、複数の搬送用基板保持具、例えば４つのウェ
ハカセット６８〜６ｄが載置可能に構成されたウェハカ
セット収容部７が設けられている。そして、この筐体１
ｂ内には、ウニｌ＼カセット６ａ〜６ｄから上記ウェハ
ボート３ａ、３ｂに半導体ウェハ４を移載する移載機構
８と、この移載機構８によって半導体ウエノ１４が移載
されたウェハボート３　ａ　ｓ　３　ｂを搬送してボー
トエレベータ５ａ、５ｂ上に載置する搬送機構９が設け
られている。

上記構成のこの実施例の縦型熱処理装置における半導体
ウェハ４の熱処理は、例えば以下に示す手順に従って行
われる。

例えば第３図に示すように、まずウェハカセット６ａ〜
６ｄをウェハカセット収容部７に垂直に配置する（同図
−イ）。これらウニ／−カセット６ａ〜６ｄのうち、例
えばウェハカセット６ａに反応炉本体２ａ用の処理用ウ
ェハを、ウェハカセット６ｂに反応炉本体２ａ用のダミ
ーウェハを収容し、カセット６ｄに反応炉本体２ｂ用の
処理用ウェハを、ウェハカセット６ｃに反応炉本体２ｂ
用のダミーウェハを収容しておく。次に、これらウェハ
カセット６８〜６ｄに収容されている半導体ウェハ４に
対してオリフラ合せを行った後（同図−口）、ウェハカ
セット収容部７を水平状態にして（同図−ハ）、待機状
態とする。

次に、反応炉本体２ａ用のウェハボート３ａを搬送機構
９によって所定の移載位置に移動させ（同図−Ａ１．）
、ウェハカセット６ｂに対する位置に移動した移載機構
８によって、ウエハカセツ）６ｂから搬送機構９に保持
されたウェハボート３ａにダミーウェハを一枚ずつ移載
する（同図−Ａ２）。次いで、移載機構８をウェハカセ
ット６ａに対する位置に移動させ、ウェハカセット６ａ
からウェハボート３ａに処理用の半導体ウェハ４を一枚
ずつ移載する（同図−Ａ３）。なお、ダミーウェハはウ
ェハボー）３ａの上部および下部に数枚例えば３枚程度
ずつ配置し、これらの間に処理用ウェハを複数例えば２
５枚配置する。

移載機構８による移載が終了すると、次に搬送機構９に
よってウェハボート３ａを搬送してボートエレベータ５
ａ上に載置する（同図−Ａ４）。

そして、ボートエレベータ５ａにより、例えば８００℃
程度に余熱された反応炉本体２ａ内にウェハボート３ａ
をロードする。この後、反応炉本体２ａ内を所定温度例
えば１２００℃程度に加熱し、所定のガス例えば５ＩＨ
２Ｃ１２、ｔ（Ｃ１＋１２を流通させて半導体ウェハ４
の処理、例えばシリコンエピタキシャル成長を行う。こ
の処理は、例えばシリコンエピタキシャル成長の場合、
昇温に例えば３０分、処理に例えば８０分、降温に例え
ば３０分程度の時間を要する。

一方、反応炉本体２ａ側でのウェハボート３ａの搬送が
終了した搬送機構９は、反応炉本体２ｂ側に移動し、ウ
ェハボート３ｂを所定の移載位置に移動させる（同図−
Ｂｌ）。そして、反応炉本体２ａ側で処理を行っている
間に、反応炉本体２ｂのウェハボート３ｂに対して、ウ
ェハカセット６Ｃおよび６ｄからダミーウェハおよび処
理用の半導体ウェハ４を移載機溝８によって一枚ずつ移
載しく同図−Ｂ２〜Ｂ３）、移載終了後ボートエレベー
タ５ｂ上にウェハボート３ｂを搬送機構９によって搬送
しく同図−８４）、反応炉本体２ａでの処理終了まで待
機状態とする。

反応炉本体２ａ側での処理が終了すると、ウェハボート
３ｂをボートエレベータ５ｂによって反応炉本体２ｂ内
にロードしく同図−８５）、処理を行う（同図−８６）
。

一方、ボートエレベータ５ａが下降しく同図−Ａ７）、
アンロードされたウェハボート３ａは、搬送機構９によ
って所定の移載位置に移動され（同図−Ａ８）、処理済
の半導体ウェハ４を移載機構８によって一枚づつウェハ
カセット６ａに移載する。移載が終了したウェハカセッ
ト６ａは垂直状態とされ（同図−Ａ１０）、ウェハカセ
ット６ａの交換が行われる。

新規のウェハカセット６ａは、オリフラ合せを行った後
、上述したウェハの移載工程（同図−Ａ１−Ａ４）を行
い、処理が繰返される。なお、連続して処理を行う場合
は、ダミーウェハはウェハボー）３ａに載置したままと
し、処理用のウェハのみを移載する。

また、反応炉本体２ｂ側においても処理が終了すると、
ウェハボート５ｂが下降して（同図−Ｂｌ）、処理済の
ウェハの一枚づつの移載が行われ（同図−８９）、次い
で新規のウェハカセット６ｄと交換されて（同図ＢＩＯ
〜Ｂ１１）、処理が繰返される。

このように、２つの反応炉本体に対して、半導体ウェハ
の熱処理工程と、未処理および処理済の半導体ウェハの
処理用基板保持具と搬送用基板保持具との間における移
載工程とを交互に繰返し行うことによって、１台の移載
機構を２つの反応炉本体で共用することが可能となる。

そして、一方の反応炉本体における処理時間を利用して
上記移載工程を行うことにより、枚葉式で被処理基板の
移載を行っても、反応炉本体例々に枚葉式移載機構を設
けた熱処理装置に比べて、はとんど処理効率を低下させ
ることもなく、かつ装置コストの低減や装置設置面積の
縮小化を図ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の基板の熱処理方法によれ
ば、枚葉式で被処理基板の移載を行う場合において、処
理効率をほとんど低下させることなく、縦型熱処理装置
の付随機構である基板移載機構を効率よ（稼働させるこ
とが可能となり、よって装置コストの低減や設置面積の
縮小化等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に使用した縦型熱処理装置の
構成を示す上面図、第２図は第１図の正面図、第３図は
本発明の一実施例の処理工程を示す図である。 １８〜ＩＣ・・・・・・筐体、２ａ、２ｂ・・・・・・
反応炉本体、３ａ、３ｂ・・・・・・ウェハボート、４
・・・・・・半導体ウェハ、５ａ、５ｂ・・・・・・ボ
ートエレベータ、６ａ〜６ｄ・・・・・・ウェハカセッ
ト、７・・・・・・ウェハカセット収容部、８・・・・
・・移載機構、９・・・・・・搬送機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ垂直に設けられた複数の反応炉本体それぞれ
   で被処理基板に対して所望の熱処理を施すにあたり、 第１の反応炉本体で前記熱処理を行っている期間に、前
   記複数の反応炉本体間に設けられた基板移載機構によっ
   て、第２の反応炉本体における処理用基板保持具に搬送
   用基板保持具から前記被処理基板を一枚づつ移載し、前
   記複数の反応炉本体に対して前記熱処理と被処理基板の
   移載とを順に行いつつ連続的に処理を繰返すことを特徴
   とする基板の熱処理方法。