JPH0484419A - 縦型熱処理装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、縦型熱処理装置に関する。

［従来の技術］ 近年の半導体製造装置は、素子の高密度化が進み、より
緻密な処理が要求されるようになっている。縦型炉また
は横型炉などの熱処理炉内反応容器内で処理されたウェ
ハは、その後処理路外部にアンローディングされること
になるが、処理直後の反応管の蓋′を開にした際の外部
との温度差による対流が生ずるため、高温状態のウェハ
雰囲気をクリーンに保つことが、より緻密な処理が為さ
れるウェハの歩留まりの向上を図ることで必要である。

ここで、縦型炉よりアンローディングされたつエバに対
して、クリーンなエアをサイドフローする装置が、特開
昭６１−１１１５２４．特開昭６２−１．４６２６５　
、実開昭６２−８６３３号公報などに開示されている。

一方、横型炉よりアンローディングされたウェハに対し
てダウンフローを行う装置は、特開昭６２−３６８１７
号公報に開示され、横型炉のアンローディング位置にて
サイドフローを行う装置は実開昭６４−２６８３３号公
報に開示されている。

上述した各公報においては、モーターファン等により送
風されたウェハをフィルタを介することでクリーンなエ
アとし、これをアンローディングされたウェハに対して
フローするように構成している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ファン駆動によりアンローディング位置にク
リーンエアを送風するためには、下記のことを考慮しな
ければならない。すなわち、同一室内のエアを循環させ
て送風すると、該室内の温度が上昇してしまうので、フ
ァンにより別の室内からエアを引き込まなければならな
い。この際、上記アンローディング位置はいわゆるメイ
ンテナンスルームとなっているので、周囲のクリーンル
ームに対して差圧が設けられており、クリーンルーム側
が陽圧となっている。したがって、ファン駆動によりメ
インテナンスルームのエアをクリーンルーム側に導こう
とすると、上記差圧のためにファンに過大な負荷が作用
してしまう。この差圧は、ユーザにより種々様々である
ので、同一能力のファンでは差圧により送風量が区々と
なり、場合によっては送風不能となる事態が生じてしま
う。

そこで、本発明の目的とするところは、縦型熱処理装置
の特殊性に鑑み、エアをファンに導くためのダクトを改
善することで、ファンに作用する負荷を低減しながらア
ンローディング位置でのクリーン度を保つことのできる
縦型熱処理装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、被処理基板を収容した基板収容器と、縦型熱
処理炉に向けて上下動可能に支持され、上記熱処理炉下
方をアンローディング位置とする基板処理容器と、上記
各容器間で基板を移載する移載機とを、筐体内部に配置
して成る縦型熱処理装置において、 上記アンローディング位置に設置される上記基板処理容
器と対向する側方位置に設けられたフィルタと、 筐体内部の圧力より陽圧に設定されたクリーンルーム内
と一端が連通し、上記筐体の下方を通って他端が上記フ
ィルタの設置箇所に連通するダクトと、を有し、 上記ダクトに沿って導いたクリーンエアを、上記フィル
タを介して上記アンローディング位置に向けてサイドフ
ローすることを特徴とする。

（作用） 本発明では、アンローディング位置が設定される筐体内
部の圧力よりも陽圧に設定されたクリーンルームより、
ダクトを介してフィルタが設置されている箇所にエアが
導かれる。このため、陽圧側のクリーンルームより、差
圧になるにしたがって無理無くエアが流入し、サイドフ
ローのための送風を実現するファンなどに負荷を与える
ことがないこのダクトは、縦型熱処理装置の場合被処理
体の移載のための各種構成を内蔵する筐体の下方に設置
できるので、設置スペースを増大せずに配置することが
可能となる。

（実施例） 以下、本発明を縦型熱処理装置に適用した一実施例につ
いて、図面を参照して説明する。

第１図において、筐体１０の内部は仕切板１４によって
上部ゾーン及び下部ゾーンに仕切られ、上部ゾーンには
熱処理炉１２が配設される。下部ゾーンには第３図に示
す移載機２０．ボートエレベータ３０及びカセット収容
部３８がそれぞれ設けられ、この下部ゾーンはメインテ
ナンスルームを構成している。

第３図において、移載機２０における駆動ブロック２２
は、例えば５本のウェハ支持用アーム２４を有し、これ
ら支持用アーム２４を単独にあるいは一体内に進退駆動
可能に支持している。この駆動ブロック２２は、たとえ
ば２００＠以上の角度にわたって矢印θ、力方向回転可
能であり、エレベータ２６に支持されることによって上
下動可能である。前記ボートエレベータ３０は、熱処理
炉１２の下方の位置からウェハボート３４をローディン
グし、あるいはアンローディングする構成となっている
。例えば石英などからなり、複数例えば１００数十枚の
半導体ウェハを保持可能に構成された前記ボート３４は
、保温筒３２上にほぼ垂直に載置され、熱処理炉１２の
下方からローディングされ、熱処理例えばＣＶＤ膜の形
成を行った後に、アンローディング位置Ａにアンローデ
ィングする構成となっている。

なお、ボートエレベータ３０は矢印θ２方向に回動でき
、かつ、ウェハボート３４を矢印θ、力方向回動できる
ように、それぞれモータ（図示せず）が設けられる。

前記カセット収容部３８は、複数例えば２５枚の半導体
ウェハを収容可能に構成され、例えば８つのウェハカセ
ット３８ａ〜３８ｈを載置可能でなる。

このウェハカセット収容部３８は、矢印θ４方向に回動
自在に構成され、このウェハカセット収容部３８を回動
させ、ウェハカセット３８ａ〜３８ｈを前記移載機２０
の方向に向け、移動機２０における支持アーム２４の進
退駆動により、ウェハの取出しを可能としている。

次に、筐体１０の下部ゾーンの雰囲気をクリーンに保つ
ための構成について説明する。

まず、第１図に示すように、前記ウェハカセット収容部
３８の上方には、仕切板１４を介して下部ゾーンに臨む
ように配設されたフィルタユニット１６が設けられてお
り、たとえば風量９．９ｍ３１■ｉｎでクリーンエアを
送風するように構成している。また、筐体１０の下部ゾ
ーンにおける熱排気は、筐体１０の上方に沿って伸びる
熱排気管１８により、例えば２ｍ３／■１ｎの風量にて
実現される。

次に、熱処理炉１２におけるアンローディング位置Ａの
雰囲気をクリーンに保つ構成について説明する。

このアンローディング位置Ａと対向する側方位置には、
前記筐体１０に対して、例えばヒンジ結合され、開閉可
能なバックドア４ｏが設けられている。このバックドア
４０を開放することで、筐体１０の下部ゾーンでのメン
テナンス作業を行えるようになるでいる。なお、このバ
ックドア４゜の周縁、またはこれと対向する筐体１ｏの
開口部周縁に例えばシーリング材を配置することで、ド
ア４０の閉鎖時での気密性を確保することができる。こ
のパックドア４０内部は中空に形成され、前記アンロー
ディング位置Ａと対向する位置にクリーンモジュール４
２が内蔵されている。このクリーンモジュール４２は、
クリーンエアを送風するファン（図示せず）と、例えば
第２図（Ａ）〜（Ｃ）に示すようなフィルタ４４及び熱
反射板５０で構成されている。前記フィルタ４４は、フ
ァンにより送風された空気をクリーンにするためのもの
であり、例えば静電防止樹脂で構成されたＨＥＰＡフィ
ルタが採用される。このクリーンモジュール４２の送風
能力としては、例えば、風量１１ｍ３／ｓｉｎであり、
フィルタ４４での吹出し時の風速を、ボリューム調整な
どにより、例えば０゜１〜１　、　０　ｓ／ｓｅｃに調
整できるようにしている。

本実施例の場合、クリーンモジュール４２の前面と、ア
ンローディングされたウェハの端面との間の距離が例え
ば、１５０ｉｖに設定され、この場合フィルタ４４から
の吹出し速度を０　、　３　ｗ７ｓｅｃに調整している
。

第２図（Ａ）〜（Ｃ）に示す各熱反射板５ｏは、アンロ
ーディングされた直後の例えば１０００”Ｃに加熱され
たウェハあるいはボート３４からの輻射熱を反射し、フ
ィルタ４４の温度上昇を防止するためのものである。

同図（Ａ）に示す熱反射板５ｏは、多数のパンチング穴
（通気穴）５２ａが穿設されたＳＵＳ製のパンチングメ
タル５２である。同図（Ｂ）に示す熱反射板５０は、例
えばＳＵＳ製の第１のパンチングメタル５４と、Ａ／製
の第２のパンチングメタル５６とを離間して平行配置し
たものであり、各パンチング穴５４ａ、５６ａは、上下
方向でずれた位置にそれぞれ形成されている。さらに、
第１のパンチングメタル５４の表面には、サイドフロー
の層流状態を実現するためのフード５４ｂが突出形成さ
れている。同図（Ｃ）に示すものは、１枚の厚肉メタル
５８で構成され、その通気穴５８ａは、フィルタ４４側
の裏面より表面に向けて斜め上方に傾斜して貫通形成さ
れている。更に、通気穴５８の表面開口側には、サイド
フローの層流状態を維持するためのフード５８ｂが突出
形成されている。

バックドア４０へのエアの導入は前記筐体１０と隣接し
て設けられた例えばクラス１０程度のクリーン度を保つ
クリーンルーム６０より行なわれる。このために、筐体
１０の下面にはダクト６２が水平に設けられ、その一端
側の開口６４は前記クリーンルーム６０と連通し、他端
側の開口６６がバックドア４０と連通している。なお、
この開口６６付近にブリフィルタを設けることもできる
。

一般に、クリーンルーム６０内部の圧力は、筐体１０の
圧力よりも、陽圧に設定されているので、クリーンルー
ム６０．ダクト６２を介してバックドア４０に流れ込む
エアの流通が円滑に実現される。また、筐体１０の底面
には前記ダクト６２と連通ずる開口６８ｇが設けられ、
筐体１０とクリーンルーム６０との間の側壁にも両者を
連通ずるための開口６８ｂが形成されている。

次に、作用について説明する。

熱処理炉１２によって半導体ウェハの熱処理、例えばＣ
ＶＤ膜の形成を行う場合、移載機２０の５本の支持用ア
ーム２４を用いて、カセット収容部３８のうちの１つの
ウェハカセットより５枚の半導体ウェハを取出し、これ
をウェハボート３４上に移載する。テスト用ウェハある
いはダミー用ウェハにおいては、１本の支持用アーム２
４を用い、同様にボート３４に移載することになる。ウ
ェハボート３４に対して所定枚数のウェハの移送が完了
した後、ボートエレベータ３０が駆動され、保温筒３２
及びボート３４を熱処理炉１２内部にローディングし、
ＣＶＤ膜の形成処理を行うことになる。

熱処理炉１．２内部での処理が終了したら、ボートエレ
ベータ３０を下降駆動し、保温筒３２及びボート３４を
アンローディング位置Ａまでアンローディングする。こ
の際、処理直後のウェハ及びボート３４等は、かなりの
高温状態になっているため熱対流が発生し、このアンロ
ーディング位１Ｆでの雰囲気がクリーンでないと、熱対
流によりゴミがウェハ等に付着して、半導体素子の歩留
まりを著しく低下してしまう。本実施例では、このアン
ローディング位置Ａと対向する側方位置近傍よりサイド
フローを実現し、アンローディング位置Ａ付近の雰囲気
をクリーンに維持するように構成している。この場合、
サイドフローされるエアは、筐体１０と隣接して設けら
れたクリーンルーム６０より流入されることになる。す
なわち、クリーンルーム６０は筐体１０内部の圧力より
も陽圧に設定されているため、ダクト６２を介してバッ
クドア４２へ流入するエアの移行が円滑に行われ、クリ
ーンモジュール４２内部のファンに負荷を与えることな
く、エアの円滑な循環を実現することができる。しかも
、このようなエアの流通径を実現することで、筐体１０
の下部ゾーン内の圧力と、これよりも陽圧に設定されて
いるクリーンルーム６０の圧力との間の差圧が、ユーザ
である半導体製造メーカにより種々様々に設定されても
、ファンの送風能力をユーザ毎に異ならせることなく、
安定したサイドフローを実現できる。　パックドア４０
内部に流入されたエアは、ファンの駆動によりフィルタ
４４を介して吹出され、アンローディング位置Ａに設定
されているウェハに対するサイドフローが行なわれるこ
とになる。ここで、本実施例ではクリーンモジュール４
２をアンローディングされたウェハに対して近接した位
置、例えば、１５０１程度離れた位置に設定している。

この場合、フィルタ４４の前面には、熱反射板５０を設
けているため、高温状態のウェハあるいはボート３４か
らの輻射熱を効率良く反射でき、フィルタ４４の温度上
昇を防止することが可能となる。

従ってフィルタ４４が溶けて目づまりしてクリーンエア
が出なくなったり、フィルタ４４が高温に加熱され不純
物が発生して半導体ウェハに付着して半導体素子の歩留
まりを低下させることもない。

又、この熱反射板５０は、第２図（Ａ）〜（Ｃ）に示す
ような通気穴を有しているので、フィルタ４４より吹き
出されたクリーンエアを、層流状態を維持したままウェ
ハに到達させることが可能となる。通気穴としては、同
図（Ａ）に示すものよりも、同図（Ｂ）及び（Ｃ）に示
すものが好ましい。すなわち、同図（Ａ）に示すものは
、通気穴５２ａがフィルタ４４に向けて直線的に連通し
ているので、この通気穴５２ａの範囲では輻射熱の反射
を実現できない。一方、同図（Ｂ）、（Ｃ）の場合には
、通気穴がフィルタ４４に向けて直線的に連通していな
いので、ウェハからの輻射熱を反射することが可能とな
る。但し、この場合には、クリーンエアの層流状態のサ
イドフローを実現するために、フード等の付加的な構成
を設けることが好ましい。

又、本実施例では、クリーンモジュール４２をパックド
ア４０内部に配設しているので、バックドア４０を別個
に設けたタイプと比較すれば、装置の奥行き方向の幅も
少くすることができる。従って、この種の縦型熱処理装
置を横方向に多連結する場合には、各熱処理装置の奥行
きの幅を狭めることができるので、設置面積の縮小に寄
与することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、ダクト６２によりクリーンルーム６０とフィル
タ４４の設置箇所とを連通ずるものであれば、そのサイ
ドフローを駆動するファン等はいずれの箇所に設置して
も、該ファンなどに負荷を与えることなく安定したサイ
ドフローを実現できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、サイドフローのた
めのファンの設置箇所と、これより陽圧側のクリーンル
ームとをダクトで連結し、陽圧側のエアを導いて、アン
ローディング位置に対するサイドフローを実現している
ので、送風駆動するファンなどに負荷を与えることなく
安定したサイドフローが実現できる。また、フィルタの
前面に、通気穴が形成された熱反射板を介在配置するこ
とで、フィルタからのクリーンエアによる層流状態での
フローを実現しながらも、フィルタの温度上昇を防止で
き、高温状態にある被処理体への不純物の付着を大幅に
低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を縦型熱処理装置に適用した実施例を
示し、アンローディング位置でのサイドフローを行うた
めの構成を示す概略説明図、第２図（Ａ）〜（Ｃ）は、
それぞれ熱反射板の構成例を示す概略説明図、 第３図は、第１図に示す筐体の下部ゾーンに配設される
各種部材を説明するための概略斜視図である。 １０・・・筐体 １２・・・熱処理炉 ４４・・・フィルタ ６０・・・クリーンルーム ６２・・・ダクト Ａ・・・アンローディング位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理基板を収容した基板収容器と、縦型熱処理
   炉に向けて上下動可能に支持され、上記熱処理炉下方を
   アンローディング位置とする基板処理容器と、上記各容
   器間で基板を移載する移載機とを、筐体内部に配置して
   成る縦型熱処理装置において、上記アンローディング位
   置に設置される上記基板処理容器と対向する側方位置に
   設けられたフィルタと、 筐体内部の圧力より陽圧に設定されたクリーンルーム内
   と一端が連通し、上記筐体の下方を通って他端が上記フ
   ィルタの設置箇所に連通するダクトと、を有し、 上記ダクトに沿って導いたクリーンエアを、上記フィル
   タを介して上記アンローディング位置に向けてサイドフ
   ローすることを特徴とする縦型熱処理装置。
2. （２）請求項（１）において、 上記フィルタは、上記筐体に対して開閉可能なドア内部
   に設置されたことを特徴とする縦型熱処理装置。