JPH03175624A - 半導体製造装置 - 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〕 この発明は、半導体製造装置に関し、特に半導体基板の
熱拡散、熱酸化の処理を行う縦型熱拡散装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の縦型熱拡散装置の一例を示す概略図であ
る。

この図において、１は石英からなる反応管、２はこの反
応管１を加熱するヒータ、３は前記反応管１を支持し固
定するためのフランジ、４は半導体基板を支持するボー
ト、５は石英からなる保温筒、６は前記反応管１の炉口
部分を閉じるためのキャップ、７ば前記ボート４の押込
み、引出しを行うボートエレベータである。

次に動作について説明する。

半導体基板の大口径化に伴い、これまでの横型熱拡散装
置よりも、半導体基板面内の温度均一性に優れている上
記縦型熱拡散装置が用いられつつある。

半導体基板（図示せず）はボート４に支持されて、ボー
トエレベータ７によって反応管１内に挿入される。反応
管１内はヒータ２によって約８００〜１０００℃程度に
加熱されており、反応管１上部より所定のガス、例えば
半導体基板を酸化する場合は酸素と水素等を導入するこ
とによって、半導体基板の酸化、拡散等の処理が行われ
ている。処理後、ボート４はボートエレベータ７によっ
て引き出されて冷却される。ボート４には、約１００枚
程度の半導体基板が置かれているが、ボート４の挿入、
引出し速度を速くすると、半導体基板が熱歪によって割
れてしまうので、ゆっくりした速度で挿入、引出しを行
っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の縦型熱拡散装置は、上記のように構成されている
ので、ボート４の挿入、引出しを急激に行うと、半導体
基板の中心部と周辺部の温度差によって熱歪が生じて半
導体基板にストレスを与え、ときには半導体基板に割れ
が生じる。

これを防止するため、ボート４の押入、引出しはゆっく
りとした速度、例えば１５０ｍｍ／分程度で行っている
。

また、ボート４の引出しが完了しても半導体基板はまだ
高温であるので、すぐ半導体基板をボート４からカセッ
ト等に移載することができないので、ある程度の冷却時
間をおいている。このため、半導体基板の酸化、あるい
は拡散の処理を行う場合、ボート４への半導体基板の移
載を別にしても、まず、反応管１へのボート４の挿入、
次に酸化。

拡散等の処理、次にボート４の引出し、最後に半導体基
板の冷却というプロセスを経てから処理が完了する。

つまり、酸化、拡散等の処理時間以外にもホト４の押入
、引出し、１力却時間全考えねばならず、一連の処理に
多くの時間を必要とし、作業効率が低下する等の問題点
があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、ボートの挿入、引出し時間を短縮すること
によってスルーボッｌ−の高い半導体製造装置を得、る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体製造装置は、半導体基板を支持す
るボートを装置本体の上部および下部１こ設け、反応管
とヒータを含めた炉体全上下動する上下動手段を設けた
ものである。

〔作用〕

この発明におけろ半導体製造装置は、反応管を含めたが
体が上下Ｚζ可動することにより、上部のボートと下部
のボートにそれぞれ支持された半導体基板の処理を交互
に行うため、一方のボートの挿入と、他方のボートの引
出しが同時に行オ）れ、全処・理時間における挿入、引
出し時間を短縮することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による縦型熱拡散装置の概
略図である。

この図において、１１は石英からなる反応管、１２は前
記反応管１１を加熱するヒータ、１３ａ。

１３ｂは前記反応管１１の上部および下部に設置された
フランジであり、ヒータ１２に固定されている。ｉａａ
、１４ｂは上部および下部に設置されたボートである。

１５ａ、１５ｂは上部および下部に設置された保温筒、
１５ａ、１６ｂは前記反応管１１の上、下の炉口部分を
閉じるためのキャップ、１７は炉体の上下動を行う上下
動手段であるエレベータであり、ヒータ１２に接続され
、反応［１１，ヒータ１２．フランジ１３ａ、１３ｂ全
体等の、いわゆる炉体を可動できる構造となっている。

１８は炉口部分を閉じるためのシャッタであり、回転可
能な構造となっており、ここから反応ガスを導入する仕
組みとなっている。その他は第３図に示す従来の縦型熱
拡散装置と同様でめる。

第２図にンヤッタ１８の構成の一例を示す。この図で、
シャ・ツタ１８は、フランジ１３１，１３ｂの平面形状
に合わせて、例えば円板状をなし、上下に凹部１８ａ、
１８ｂが形成されている。１９は可撓性のガス導入管で
、同じく可撓性の支管１９ａ、１９ｂに別れ、各支管１
９ａ、１９ｂの途中にそれぞれバルブ２０ａ、２０ｂが
設けられている。また、各支管１９ａ、１９ｂの先端部
分は、ジャック１８の凹部１８ａ、１８ｂにそれ；どれ
臨ましである。２１はアームで、モータ２２とシャッタ
１８とを連結しており、モータ２２には図示しない適宜
の動力伝導機構を介して、モータ２２を中心に水平面内
にアーム２１とシャッタ１８と全回動させる機能と、同
じくアーム２１とシャッタ１８とを上下方向に移動させ
る機能とを有する。したがって、例えば第１図で反応管
１１が上界してフランｉ＞１３ａの炉口部分がキャップ
１６ａて閉止された状態のとき、フランジ１３ｂの炉口
部分は開放された状態となる。この状態において、第２
図のモータ２２によりシャ・ツタ１８を少し下げてシャ
ッタ１８の上面とフランジ１３ｂの下面との間に若干の
クリヤランスをとるようにしてからシャッタ１８ｒ！回
動させてフラッジ１３ｂの真下に位置させ、その後、シ
ャ・ツタ１８を上昇させてフランジｌ　３　＋３と密着
させることによりフラン９１３ｂの炉口部分はシャッタ
１８により閉止される。そこで、バルブ２０ａを開放す
れば、反応ガスは支’１１１９　ａから凹部１８ａ、フ
ランジ１３Ｉ３の炉口部分を経て反応管１１内に供給さ
れろ。反応ＩＩｘ；１１が下降したときは同様にしてバ
ルブ２０ｂを開き、シャッタ１８の凹部１８ｂから反応
ガスを供給する。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

酸化、拡散が行われる半導体基板は、まず、上部のボー
ト１４ａに載置される。反応管１１およびヒータ１２は
エレベータ１７によって上昇して、キャップ１６ａで上
部の炉口部が閉じられる位置で停止する。そこで、シャ
ッタ１８を回転して、下部の炉口部、すなわちフランジ
１３ｂ側の炉口部を閉じて、シャツタ１８内部を通じて
反応ガスが導入され、酸化、あるいは拡散の処理が行わ
れる。

上記処理が終了するまでに下部のボート１４ｂには、酸
化、拡散が行われる新たな半導体基板が支持される。上
記のボート１４ａ上の半導体基板の酸化、拡散等の処理
が終了すると、シャッタ１８は炉体外部に回転し、反応
管１１およびヒータ１２はエレベータ１７より下降せし
められ、キャップ１６ｂで閉じられる位置で停止する。

この状態では、下部のボー１−１４　ｂが反応管１１内
に収容され、上部のボー１−１１１　ａは反応管１１の
外部に引き出された状態になる。そこで、シャッタ１８
により上部の炉口部、すなわちフランジ１３ａ側の炉口
部が閉じられ、下部のボー１−１４　ｂに載置された半
導体基板の酸化、拡散の処理が行われる。

上記のような動作を続けて行うことによって、上記の例
の場合では上部のボー１−１４８の引出しと同時に、下
部のボート１４ｂの挿入が行われることになる。

このように、この装置では、上部および下部にボーｌ−
１４ａ、１４ｂを設置し、反応管１１およびヒータ１２
の、いわゆる炉体をエレベータ１７によって上下動する
ことにより、上部のボート１４ａと下部のボー１−１１
１　ｂの引出し、挿入を同時に行うことにより、引出し
、挿入の時間を短縮することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、半導体基板を支持す
るボート全装置本体の上部および下部に設け、反応管と
ヒータを含めた炉体を上下動する上下動手段空設けたの
で、炉体が上方に移動した時、上部のボートに支持され
た半導体基板の処理を行い、下方に移動した時、下部の
ボートに支持された半導体基板の処理を行うことができ
、上部のボートと下部のボートの挿入、引出しが同時に
行われ、したがって、特に連続して酸化あるいは拡散処
理を行う場合には、ボートの挿入、引出し時間を１７２
にでき、冷却時間も考慮しなくても良いので、１０ット
当たりの処理時間を短縮することができ、スループット
が向上する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦型熱拡散装置の概
略図、第２図は、第１図のシャッタの構成の詳細を示す
図、第３図は従来の縦型熱拡散装置の概略図である。 図において、１１は反応管、１２はヒータ、１３ａ、１
３ｂはフランジ、１４　ａ、１４　ｂはボート、１５ａ
、１５ｂは保温筒、ｌｅａ、１６ｂはキャップ、１７は
エレベータ、１８はシャッタである。 第 １ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒータにより加熱された反応管内で半導体基板の酸化あ
   るいは不純物拡散を行う縦型熱拡散装置において、前記
   半導体基板を支持するボートを装置本体の上部および下
   部に設け、前記上部のボートに支持された半導体基板の
   処理と、前記下部のボートに支持された半導体基板の処
   理を交互に行わせるため、前記反応管とヒータを含めた
   炉体を上下動させる上下動手段を設けたことを特徴とす
   る半導体製造装置。