JPH0423434A - 半導体ウェファの熱処理装置 - 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） 本発明は半導体ウェファの熱処理装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 半導体装置の製造においては、半導体ウェファに対して
酸化、拡散なとの処理を施すステップがあるが、従来は
横型または縦型の電気炉を用いていた。この電気炉は縦
または横に配置される石英より成る反応管体の内部に複
数枚の半導体ウェファを互いに平行に配列して収納し、
反応管体の外側から加熱するとともに反応管体を経て所
定の反応ガスを流すように構成されている。この場合、
半導体ウェファは石英ボートに並べ、このボートを反応
管体に対して挿脱するようにしている。

（発明か解決しようとする課題） 上述した従来の熱処理装置においては、石英ボートに複
数の半導体ウェファを並べて装填し、このボートを反応
管体内に挿入して熱処理を行い、熱処理終了後にボート
を反応管体から取り出すようにしているので、バッチ処
理であり、バッチ単位で反応管体に対して半導体ウェフ
ァを挿脱する必要があり、作業が面倒となる欠点がある
。また、石英チューブより成る反応管体の長さには制限
があるため、１バツチ当たりに処理することができる半
導体ウェファの枚数には制限かあり、処理能率が悪い欠
点かある。したがって、生産性を上げるためには反応管
体チューブを多数準備しなければならず、それだけ製造
設備に要するスペースが増大するとともに製造コストが
上昇する欠点かある。さらに、従来の熱処理装置におい
ては、反応中手導体ウェファは静止したままとなってい
るので反応のばらつきが生じやすい欠点もある。

本発明の目的は、上述した従来の熱処理装置の欠点を解
消するために、半導体ウェファを順次に連続的に処理す
ることができるように構成した半導体ウェファの熱処理
装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段および作用）本発明は、半
導体ウェファに対して酸化、拡散等の熱処理を行う装置
において、多数の半導体ウェファを円形の通路に沿って
搬送する手段と、この円形の通路を囲むように円環状に
構成された反応管体と、この反応管体の内部に半導体ウ
ェファを挿入するために反応管体に形成された少なくと
も１つの半導体ウェファ挿入口と、反応管体から熱処理
を終了した半導体ウェファを外部に取り出すために反応
管体に形成された少なくとも１つの半導体ウェファ排出
口と、前記半導体ウェファ挿入口から半導体ウェファ排
出口に到る円形の通路に沿って搬送される半導体ウェフ
ァを加熱する手段とを具えることを特徴とするものであ
る。

このような本発明の熱処理装置においては、円環状の反
応管体に入口から挿入された半導体ウェファは円形の通
路を経て搬送される間に所望の熱処理を受け、出口から
反応管体の外部へ取り出されるように構成されているた
め、半導体ウェファを連続的に処理することができ、し
たがってバッチ方式による従来の熱処理装置の欠点を解
消することができる。

（実施例） 第１図は本発明による熱処理装置の一実施例の構成を示
す線図的平面図である。円環状の反応管体１を配置し、
その外側および内側にはほぼ半円周に亘って複数の分割
された加熱ユニットより成るヒータ２ａおよび２ｂを配
置する。反応管体１の内部には、第２図に示すように多
数の半導体ウェファ３を着脱自在に支持する円環状のキ
ャリア４を移動自在に配置する。反応管体ｌおよびキャ
リア４は半導体ウェファ３を汚染することがないように
石英をもって構成する。また、反応管体ｌには反応ガス
を反応管体１の内部へ導入するためのガス供給口５を形
成するとともに反応管体から反応ガスを排出するための
ガス排出口６を形成する。本例では、このガス供給口５
からガス排出口６に到る反応ガスの流れを円滑とするた
めにガス供給口を反応管体１の上面に形成し、ガス排出
口を下面に形成する。また、ガス供給口５は、後述する
半導体ウェファ３の挿入口の近傍に形成し、ガス排出口
６は半導体ウェファの排出口の近傍に形成し、半導体ウ
ェファが最初に新鮮な反応ガスと接触するようにする。

キャリア４を反応管体１の内部で回転させるためのキャ
リア搬送機構７を設ける。第３図はこのキャリア搬送機
構７の構成を示すものである。

キャリア４の外周面には、一定のピッチで多数の突起８
を形成し、この突起と係合する作用片９を水平面て見て
矩形の経路を辿って移動させるように構成する。このよ
うに作用片９を矩形の経路に沿って移動させる機構その
ものは周知の機構を採用することができるので、第３図
では省略し、作用片の軌跡だけを示した。先ず、作用片
９を反応管体ｌの方向に移動させて作用片の先端をキャ
リア４に形成した順次の突起８の間に進入させる。

次に、作用片９を第３図において右方に移動させると、
作用片は突起８と係合してキャリア４を１ピツチだけ回
動させる。次に、作用片９をキャリア４から遠去かる方
向に移動させて、突起８の間から引き出す。その後、作
用片９を第３図において左方に移動させる。このような
動作を繰り返すことによってキャリア４を間欠的に回転
させることができる。なお、本例ではキャリア４に形成
した突起８に溝を形成し、この溝に半導体ウェファ３を
挿入して支持するように構成しである。また、キャリア
搬送機構７から反応管体ｌの内部空間か外部と接触する
のを防ぐために、キャリア搬送機構と反応管体との間は
気密に連結する。

反応管体ｌには、第１図に示すように半導体ウェファ３
を内部に挿入するための半導体ウェファ挿入口１０を形
成するとともに反応管体から熱処理済みの半導体ウェフ
ァを取り出すための半導体ウェファ排出口１１を形成す
る。この半導体ウェファ挿入口１０と対向して半導体ウ
ェファ３を一枚づつキャリア４に供給するための半導体
ウェファ供給機構１２を配置し、半導体ウェファ排出口
１１と対向して半導体ウェファをキャリア４から排出す
るための半導体ウェファ排出機構１３を配置する。

これらの半導体ウェファの供給機構１２および排出機構
１３の構造は同じものであるから、その一方だけに付い
て説明する。

第４図は半導体ウェファ供給機構１２の構成を示すもの
である。処理すべき半導体ウェファ３は半導体ウェファ
供給レール１４に沿って順次に供給機構１２に入り、こ
こで半導体ウェファ３は爪１５によって把持される。こ
の爪１５を垂直面内で所定の軌跡に沿って移動させるこ
とによって半導体ウェファ３を反応管体ｌの内部に供給
するものであるが、その駆動機構は既知のものであるの
で第４図では示していない。爪１５は半導体ウェファ３
を把持した後、上方に移動して半導体ウェファを半導体
ウェファ供給レール１４から離間させ、次にキャリア４
の方向に移動し、半導体ウェファ供給口１０を経て半導
体ウェファ３を反応管体ｌの内部に挿入する。次に、爪
１５を下降させて半導体ウェファ３の縁をキャリア４に
形成した半導体ウェファ支持溝に挿入する。この状態で
爪１５を半導体ウェファ３から切離し、半導体ウェファ
をキャリア４上に自立させる。次に、爪１５を上昇させ
た後、反応管体１から排出させ、半導体ウェファ供給レ
ール１４に沿って送り込まれている次の半導体ウェファ
３を把持する。このような動作をキャリア４の間欠移動
に同期して繰り返すことにより、半導体ウェファ供給レ
ール１４から供給される順次の半導体ウェファ３をキャ
リア４に保持させることができる。半導体ウェファ排出
機構１３の構成も同様であるか、この場合にはキャリア
４に保持されている半導体ウェファ３を爪によって把持
して反応管体１の外へ取り出した後、半導体ウェファ排
出レール１６　（第１図参照）に供給するように動作す
る。

上述したように、本発明の熱処理装置によれば半導体ウ
ェファ３を順次に反応管体１内部に配置したキャリア４
に保持させて搬送し、この搬送中に半導体ウェファはヒ
ータ２ａおよび２ｂによって加熱され、反応ガスと反応
して所定の処理が行われ、反応が終了した半導体ウェフ
ァ３は反応管体１から順次に取り出される。このように
して連続的な処理がなされるので、作業性は向上し、製
造コストを低減するこができる。なお、反応時間は半導
体ウェファ供給位置から排出位置まての距一 離と半導体ウェファを支持するキャリア４の移動速度と
によって決まるか、距離は一定であるのでボートの搬送
速度を調整して所定の反応時間が得られるようにする。

また、半導体ウェファ３の反応温度はヒータ２ａおよび
２ｂを制御することによって調整できるが、本例ではこ
れらのヒータを分割形としたのて半導体ウェファの搬送
経路に沿った温度分布を反応に対して最適なものとする
ことかてきる。例えば、反応開始直後には高温とし、反
応終了に向かって徐々に低下させるような温度分布をヒ
ータの個々の分割ユニットを各別に制御することにより
容易に実現することができる。

本発明は上述した実施例だけに限定されるものではなく
、幾多の変更や変形が可能である。例えば、上述した実
施例では処理を終了した半導体ウェファを反応管体から
排出する半導体ウェファ排出口は１か所としたが、これ
を複数箇所設けることもできる。この場合には、キャリ
アの搬送速度を一定としても半導体ウェファを排出する
出口の位置を選択することによって反応時間を簡単に変
更することかできる。さらに、半導体ウェファを反応管
体に供給する半導体ウェファ供給口を複数設けてこれら
の供給口から半導体ウェファを同時にまたは選択的に反
応管体内に供給するように構成することもできる。この
場合にも、供給口を選択することによって反応時間を調
節することができる。また、キャリアを搬送する機構、
半導体ウェファを反応管体に対して挿脱する機構は上述
した機構に限定されるものではなく、種々の機構を採用
することができる。

（発明の効果） 上述した本発明の熱処理装置によれば、半導体ウェファ
を順次に連続的に処理することがてきるので、従来のバ
ッチ処理に比べて作業性が向上しスループットを大巾に
改善することができる。また、多数の処理装置を準備す
る必要がないのでスペースを省略することができるとと
もに製造コストを低減することができる。さらに、各半
導体ウェファが同一の経路を辿って搬送される間に反１
６・・・半導体ウェファ排出レール 窓が行われるので反応の均一化を図ることかでき、熱処
理のばらつきを少なくすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱処理装置の一実施例の構成を示す線
図的平面図、 第２図は同じくその断面図、 第３図は同じくそのボート搬送機構を示す線図、第４図
は同じくその半導体ウェファ搬送機構を示す線図である
。 １・・・反応管体　　　　２ａ、２ｂ・・・ヒータ３・
・・半導体ウェファ　４・・・キャリア５・・・反応ガ
ス供給口　６・・・反応ガス排出ロア・・・キャリア搬
送機構　８・・・突起９・・・作用片 １０・・・半導体ウェファ挿入口 １１・・・半導体ウェファ排出口 １２・・・半導体ウェファ供給機構 １３・・・半導体ウェファ排出機構 １４・・・半導体ウェファ供給レール １５・・・爪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体ウェファに対して酸化、拡散等の熱処理を行
   う装置において、多数の半導体ウェファを円形の通路に
   沿って搬送する手段と、この円形の通路を囲むように円
   環状に構成された反応管体と、この反応管体の内部に半
   導体ウェファを挿入するために反応管体に形成された少
   なくとも１つの半導体ウェファ挿入口と、反応管体から
   熱処理を終了した半導体ウェファを外部に取り出すため
   に反応管体に形成された少なくとも１つの半導体ウェフ
   ァ排出口と、前記半導体ウェファ挿入口から半導体ウェ
   ファ排出口に到る円形の通路に沿って搬送される半導体
   ウェファを加熱する手段とを具えることを特徴とする半
   導体ウェファの熱処理装置。