JPH10189612A - 半導体熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板の熱処理工程の時間を短縮するこ
とができる半導体熱処理装置を提供すること。 【解決手段】 複数の半導体基板を支持する複数個の石
英ボート１２と、前記石英ボートを収容して加熱する炉
１１とを備え、前記石英ボートが退避する退避位置１２
ａ、１２ｂが複数箇所設けられた半導体熱処理装置１０
に、前記退避位置にある前記石英ボートと外部との間で
前記半導体基板を搬入・搬出し、また、前記退避位置と
前記炉との間で前記石英ボートを搬入・搬出する搬送手
段１３を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板を石
英ボートに搭載した状態で炉により熱処理するための半
導体熱処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の半導体熱処理装置の一例
の構成を示す概略斜視図であり、図３は、その主要部を
示す概略平面図である。この半導体熱処理装置１は、縦
型炉２、石英ボート３及び搬送手段４から構成されてい
る。

【０００３】縦型炉２は、縦型の円筒状のプロセスチュ
ーブとして形成された炉体２ａを備えている。炉体２ａ
の下端面は開放されており、この下端面を開閉するため
のシャッタ２ｂが設けられている。そして、使用時には
シャッタ２ｂが炉体２ａの下端面を開放するように移動
して、炉体２ａの内部空間が加熱手段（図示せず）によ
り加熱されるようになっている。また、不使用時にはシ
ャッタ２ｂが炉体２ａの下端面を閉鎖するように移動し
て、外部からの埃等の侵入を防ぐようになっている。

【０００４】石英ボート３は、上端及び下端の円板状部
材３ａにより固定保持された複数本の支柱３ｂを備えて
いる。各支柱３ｂには、凸部や段部等の支持部（図示せ
ず）が設けられている。そして、複数の半導体基板が、
各支柱３ｂの支持部に水平にかつ垂直方向に関して互い
に所定間隔で積層されて支持されるようになっている。
さらに、石英ボート３は、図２に示す位置から、ボート
エレベータ５によって上方に移動され、縦型炉２の炉体
２ａ内に収容されるようになっている。このとき、炉体
２ａの下端面は、石英ボート３の下端の円板状部材３ａ
によって閉鎖されるようになっている。

【０００５】搬送手段４は、熱処理すべき半導体基板が
セットされる２つのキャリアＩ／Ｏポート４ａ、これら
のキャリアＩ／Ｏポート４ａからキャリアトランスファ
４ｂにより移動された半導体基板を保管する複数のキャ
リアステージ４ｃ、これらのキャリアステージ４ｃから
半導体基板を取り出して移動させるトランスファステー
ジ４ｄ及びこのトランスファステージ４ｄから半導体基
板を取り出して石英ボート３上に搭載するウエハトラン
スファ４ｅを備えている。

【０００６】尚、上述した搬送手段４の各構成部の説明
は、熱処理前の半導体基板の搬送の流れに沿った説明と
なっているが、熱処理後の半導体基板の搬送の流れに沿
う場合は逆動作の説明となる。ここで、キャリアステー
ジ４ｃは、補助的な保管部としてのＩ／Ｏキャリアステ
ージ４ｆを備えている。キャリアステージ４ｃは、例え
ば１６分割されており、Ｉ／Ｏキャリアステージ４ｆ
は、例えば８分割されている。

【０００７】このように構成された半導体熱処理装置１
によれば、キャリアＩ／Ｏポート４ａにセットされた半
導体基板は、キャリアトランスファ４ｂによって、キャ
リアＩ／Ｏポート４ａからキャリアステージ４ｃに移動
されて保管される。キャリアステージ４ｃに保管された
半導体基板は、トランスファステージ４ｄにより、キャ
リアステージ４ｃから取り出されて移動される。

【０００８】そして、トランスファステージ４ｄ上の半
導体基板は、ウエハトランスファ４ｅによって、トラン
スファステージ４ｄ上から図２に示す位置にある石英ボ
ート３上に搭載される。以上の動作が繰り返されること
によって、複数の半導体基板が石英ボート３上に搭載さ
れることになる。

【０００９】この状態から、石英ボート３はボートエレ
ベータ５によって上昇されて縦型炉２の炉体２ａ内に収
容される。その後、炉体２ａの内部空間は加熱され、内
部に収容された石英ボート３上の各半導体基板が熱処理
される。熱処理の終了後、石英ボート３はボートエレベ
ータ５によって下降されて炉体２ａ外に取り出され、石
英ボート３上の各半導体基板がクーリング処理される。

【００１０】クーリング処理後、石英ボート３上の半導
体基板は、ウエハトランスファ４ｅによって、石英ボー
ト３上からトランスファステージ４ｄ上に載置される。
そして、トランスファーステージ４ｄの半導体基板は、
再びキャリアステージ４ｃに移動されて保管される。以
上の動作が繰り返されることによって、複数の半導体基
板がキャリアステージ４ｃに保管されることになる。

【００１１】キャリアステージ４ｃに保管された半導体
基板は、キャリアトランスファ４ｂによって、キャリア
ステージ４ｃからキャリアＩ／Ｏポート４ａに移動され
る。そして、キャリアＩ／Ｏポート４ａに移動された半
導体基板は、取り出されて次行程に搬送される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
熱処理装置１においては、縦型炉２の炉体２ａ内での熱
処理中は、搬送手段４が待機状態にあり、熱処理終了後
の半導体基板のクーリング中は、搬送手段４及び縦型炉
２が待機状態にある。従って、これらの待機時間のため
に、半導体基板の熱処理工程全体の時間が比較的長くな
ってしまい、生産性が著しく低下してしまうという問題
があった。

【００１３】この発明は、以上の点に鑑み、半導体基板
の熱処理工程の時間を短縮することができる半導体熱処
理装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
よれば、複数の半導体基板を支持する複数個の石英ボー
トと、前記石英ボートを収容して加熱する炉とを備え、
前記石英ボートが退避する退避位置が複数箇所設けられ
た半導体熱処理装置であって、前記退避位置にある前記
石英ボートと外部との間で前記半導体基板を搬入・搬出
し、また、前記退避位置と前記炉との間で前記石英ボー
トを搬入・搬出する搬送手段を備えることにより達成さ
れる。

【００１５】上記構成によれば、各石英ボートに対し、
例えば交互にあるいは順次に半導体基板を搬送すること
ができると共に、各石英ボートを、例えば交互にあるい
は順次に搬送して熱処理あるいはクーリング処理するこ
とができるので、炉及び搬送手段の待機時間を大幅に低
減することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に述
べる実施形態は、この発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発
明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの形態に限られるもので
はない。

【００１７】図１は、この発明による半導体熱処理装置
の実施形態の主要部の構成を示す概略平面図である。こ
の半導体熱処理装置１０は、縦型炉１１、石英ボート１
２及び搬送手段１３から構成されている。

【００１８】縦型炉１１は、基本的には従来と同様の構
成であり、縦型の円筒状のプロセスチューブとして形成
された炉体を備えている。炉体の下端面は開放されてお
り、この下端面を開閉するためのシャッタが設けられて
いる。そして、使用時にはシャッタが炉体の下端面を開
放するように移動して、炉体の内部空間が加熱手段（図
示せず）により加熱されるようになっている。また、不
使用時にはシャッタが炉体の下端面を閉鎖するように移
動して、外部からの埃等の侵入を防ぐようになってい
る。

【００１９】石英ボート１２も、基本的には従来と同様
の構成であり、上端及び下端の円板状部材１２ａにより
固定保持された複数本の支柱を備えている。各支柱に
は、凸部や段部等の支持部が設けられている。そして、
複数の半導体基板が、各支柱の支持部に水平にかつ垂直
方向に関して互いに所定間隔で積層されて支持されるよ
うになっている。さらに、石英ボート１２は、ボートエ
レベータ１４によって上方に移動され、縦型炉１１の炉
体内に収容されるようになっている。このとき、炉体の
下端面は、石英ボート１２の下端の円板状部材１２ａに
よって閉鎖されるようになっている。

【００２０】搬送手段１３は、従来の構成とは一部異な
り、熱処理すべき半導体基板がセットされる２つのキャ
リアＩ／Ｏポート１３ａ、これらのキャリアＩ／Ｏポー
ト１３ａからキャリアトランスファにより移動された半
導体基板を保管する複数のキャリアステージ、これらの
キャリアステージから半導体基板を取り出して移動させ
るトランスファステージ１３ｂ、このトランスファステ
ージ１３ｂから半導体基板を取り出して、２つの退避位
置１２ａ、１２ｂの何れか一方に位置する石英ボート１
２に搭載するウエハトランスファ１３ｄ及び２つの退避
位置１２ａ、１２ｂの何れか一方に位置する石英ボート
１２を取り出して、縦型炉１１の下方の処理待機位置に
移動させるボートトランスファ１３ｃを備えている。

【００２１】尚、上述した搬送手段１３の各構成部の説
明は、熱処理前の半導体基板の搬送の流れに沿った説明
となっているが、熱処理後の半導体基板の搬送の流れに
沿う場合は逆動作の説明となる。ここで、キャリアステ
ージは、補助的な保管部としてのＩ／Ｏキャリアステー
ジを備えている。キャリアステージは、例えば１６分割
されており、Ｉ／Ｏキャリアステージは、例えば８分割
されている。

【００２２】このように構成された半導体熱処理装置１
０によれば、半導体基板の熱処理は以下のように行なわ
れる。半導体熱処理装置１０の起動時は、２つの石英ボ
ート１２が、それぞれ退避位置１２ａ、１２ｂに配置さ
れている。キャリアＩ／Ｏポート１３ａにセットされた
半導体基板は、キャリアトランスファによって、キャリ
アＩ／Ｏポート１３ａからキャリアステージに移動され
て保管される。

【００２３】キャリアステージに保管された半導体基板
は、トランスファステージ１３ｂにより、キャリアステ
ージから取り出されて移動される。そして、トランスフ
ァステージ１３ｂ上の半導体基板は、ウエハトランスフ
ァ１３ｄによって、トランスファステージ１３ｂ上から
一方の退避位置、例えば退避位置１２ａにある石英ボー
ト１２上に搭載される。以上の動作が繰り返されること
によって、複数の半導体基板が退避位置１２ａの石英ボ
ート１２上に搭載されることになる。

【００２４】この状態から、退避位置１２ａの石英ボー
ト１２は、ボートトランスファ１３ｃにより、縦型炉１
１の下方の処理待機位置に移動され、さらにボートエレ
ベータ１４によって上昇されて縦型炉１１の炉体内に収
容される。その後、炉体の内部空間は加熱され、内部に
収容された石英ボート１２上の各半導体基板が熱処理さ
れる。熱処理の終了後、石英ボート１２はボートエレベ
ータ１４によって下降されて炉体外に取り出され、縦型
炉１１の下方の処理待機位置に移動される。

【００２５】一方、上述した熱処理中に、他方の退避位
置１２ｂに位置する石英ボート１２上に複数の半導体基
板が上記と同様に搭載される。そして、縦型炉１１の下
方の処理待機位置の石英ボート１２が、ボートトランス
ファ１３ｃにより、一方の退避位置１２ａに移動され、
他方の退避位置１２ｂに位置する石英ボート１２が、ボ
ートトランスファ１３ｃにより、縦型炉１１の下方の処
理待機位置に移動される。これにより、縦型炉１１の下
方の処理待機位置に移動された石英ボート１２は、上記
と同様に縦型炉１１の炉体内に収容され、半導体基板が
熱処理される。

【００２６】他方、退避位置１２ａに移動された石英ボ
ート１２上の熱処理済みの半導体基板は、クーリング処
理される。そして、クーリング処理後、石英ボート１２
上の半導体基板は、ウエハトランスファ１３ｄによっ
て、石英ボート１２上からトランスファステージ１３ｂ
上に載置される。そして、トランスファステージ１３ｂ
上の半導体基板は、再びキャリアステージに移動されて
保管される。以上の動作が繰り返されることによって、
複数の半導体基板がキャリアステージに保管されること
になる。

【００２７】キャリアステージに保管された半導体基板
は、キャリアトランスファによって、キャリアステージ
からキャリアＩ／Ｏポート１３ａ上に移動される。そし
て、キャリアＩ／Ｏポート１３ａに移動された半導体基
板は、取り出されて次行程に搬送される。そして、退避
位置１２ａの石英ボート１２に対して、再び半導体基板
が搭載される。

【００２８】以上のように、２つの石英ボート１２上に
搭載された半導体基板が、交互に熱処理されてクーリン
グ処理され、また、搬出及び搬入されることになるの
で、縦型炉１１及び搬送手段１３の待機時間を大幅に短
縮することができる。

【００２９】尚、上述した実施形態においては、石英ボ
ートの２カ所の退避位置を水平方向に配置したが、垂直
方向に配置しても良く、装置の小型化を図ることができ
る。また、石英ボートの退避位置を２カ所設けたが、こ
れに限定されるものではなく、石英ボートの退避位置を
複数箇所設けて順次に処理するようにしても良く、より
一層待機時間を短縮することが可能になる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、炉
や搬送手段の待機時間を大幅に低減することができるの
で、半導体基板の熱処理工程の時間を短縮させて、生産
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による半導体熱処理装置の実施形態の
主要部の構成を示す概略平面図。

【図２】従来の半導体熱処理装置の一例の構成を示す概
略斜視図。

【図３】図２の半導体熱処理装置の主要部の概略平面
図。

【符号の説明】

１０・・・半導体熱処理装置、１１・・・縦型炉、１２
・・・石英ボート、１２ａ、１２ｂ・・・退避位置、１
３・・・搬送手段、１３ａ・・・キャリアＩ／Ｏポー
ト、１３ｂ・・・トランスファステージ、１３ｃ・・・
ボートトランスファ、１３ｄ・・・ウエハトランスフ
ァ、１４・・・ボートエレベータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体基板を支持する複数個の石
   英ボートと、 前記石英ボートを収容して加熱する炉とを備え、 前記石英ボートが退避する退避位置が複数箇所設けられ
   た半導体熱処理装置であって、 前記退避位置にある前記石英ボートと外部との間で前記
   半導体基板を搬入・搬出し、また、前記退避位置と前記
   炉との間で前記石英ボートを搬入・搬出する搬送手段を
   備えていることを特徴とする半導体熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記搬送手段は、前記石英ボートと外部
   との間で前記半導体基板を搬入・搬出する第１の搬送部
   と、前記退避位置と前記炉との間で前記石英ボートを搬
   入・搬出する第２の搬送部とを有する請求項１に記載の
   半導体熱処理装置。