JPS6153721A - スロツトを設けた片持ち拡散管装置およびこれに装填する方法および装置 - 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】 本願は、参考のため本文に引用される本願の譲受人に譲
渡された１９８３年６月１日出願の係属中のＡ、　Ｆ、
　Ｗｏｌｌｍａｎの米国特許比ｐ第４９９゜９１５号［
片持ち型拡散管装置および方法」と関連を有する。

本発明は、欠陥の原因となる過剰数の粒子を生しること
なく高い温度で処理するため拡散炉内への半導体ウェー
ハの石英ボートの装填のための装置および方法に関し、
特に石英間の摩耗を生じることなく拡散炉内にウェーハ
を装填した拡散ボートを送るための片持ち型の拡散管に
関し、更に片持ち拡散管内へのウェーハ・ボートの装填
および取外しを行なうための方法および装置に関し、更
にまた、炉内の非常に高い温度においても片持ち型拡散
管の撓みを生じることなく上記の諸操作を行なうための
方法および装置に関する。

上記のＷｏｌｌｍａｎの米国特許出願に記載さ汎た片持
ち型管装置は、拡散炉管の装填を行なうための従来の装
置と関連する多くの諸問題、特に石英間の摩擦により生
じる欠陥の原因となる粒子の発　　　　　　、を生を減
少させるだめの有効手段として拡散炉管内で片持ち方式
により装填されたウェーハ・ボートを送るロンドを備え
た従来の片持ち型拡散装置の諸問題を解決するものであ
る。この片持ち型管装置により解決される特定の問題に
ついては前記米国特許出願に詳細に記述され、比較的迅
速な取出し速度および遥かに小さな窒素パージ・ガスの
使用によりウェーハを大気中の酸素に対する不充分な露
出力・らウェーハを隔離することにより過度のＱｓｓ　
　移動を可能にしながら拡散炉の高温区域から取出され
るウェーハに対する過度の熱衝撃を避ける工程を含んで
いるっ前記片持ち型管装置は更に、半導体ウェーハが拡
散炉の高温区域から取出された後、またこれらウェーハ
が装填ステーションにおいて冷却されつつある間、この
半導体ウェーハを通常拡散炉の装填ステーションに存在
する層流をなさない空気流中の粒子から隔離するものて
らる。この片持ち型管装置はまた、反応炉管の各工程と
関連するほとんど全ての汚染を、過度の運転停止時間即
ち非稼動時間を要することなく迅速かつ容易に取外して
清潔なものと交換することができる片持ち型管の内側に
拘束することによって、拡散炉管の必要な頻繁な洗浄と
関連するコストおよび労力を大幅に低減する。ガスの流
動経路内の従来の片持ち型装置の大きな片持ちロンドの
存在により生じる不均一なガスの流れが前記のＷｏｌｌ
ｍａｎの米国特許出願に記載された装置によ′シ避けら
れ、また従来の片持ち型装填装置により生じる高い熱量
、不均一な温度の変動およびその結果生じる処理の変動
もまた前記Ｗｏｌ１ｍａｎの出願において記載される装
置によって回避される。

Ｗｏｌｌｍａｎの米国特許出願に記載された片持ち型管
は、装填されたウェーハ・ボートを拡散管の壁面にある
大きな寸法の窓部に通過さぜることによってウェーハ侮
ボートが装填される。全てのボートが装填された後、か
つ片持ち型管を拡散炉の高温区域内へ挿入する前に、密
に嵌合する石英のカバーが前記窓部上に置かれる。ウェ
ーハ・ボートを拡散管の側面の窓部を通って装填取出し
を行なう手法は有効であるが、ある場合にはこの手法は
不便であり、設計が容易でコストの安い自動ウェーハ装
填装置には充分適さない０ このように、半導体ウェーハを装填した複数の拡散ボー
トを片持ち型管内に迅速かつ安価に装填するための更に
便利な片持ち型拡散管装置および方法に対する需要が依
然として存在する。

前記のＷｏｌｌｍａｎの米国特許出退において記載され
る発明のいくつかの実施態様では、拡散炉の管内の非常
な高温度に対する片持ち型拡散管の長い露出から生じる
おそれがある撓みを避けるため、片持ち型拡散管の端部
および中央部を移動するために片持ち型拡散管内に組込
まれた車輪を提供する。例えば、石英の片持ち型管の場
合は、約１．２００℃を超える温度が片持ち型管の撓み
を生じる。ここに述べた手法は有効であるが、ある拡散
炉内の過度に高い温度に対して露出された片持ち型管の
撓みを避けるための更に簡単な試みの必要が存在する。

上記のＷｏｌｌｍａｎの米国特許出願に記載されたもの
を含むこのような片持ち型装置は拡散炉の装填ステーシ
ョン側からガスを供給するが、従来周知の拡散炉は拡散
炉の反対側から処理ガスを供給する。拡散管のピグテー
ル部に対するガス供給結合部を用いて上記のＷｏｌｌｍ
ａｎの米国特許出願：頭の片持ち型管内にガスを供給す
る便利な実用的な手段が存在するならば有用であろう。

従って、本発明の一目的は、改良された片持ち拡散管、
および内部にウェーハ・ボートの装填および取出しを行
なうための装置および方法の提供にある。

本発明の別の目的は、片持ち拡散管内にウェーハを自動
的に装填するため特に適する装置の提供　　　　゛にあ
る。

本発明の他の目的は、片持ち拡散管内への自動的なウェ
ーハ・ボートの装填および取出し、拡散炉内への装填さ
れた片持ち管の自動的な挿入および取出し、および片持
ち管からの処理済みウェーハの装填ボートの取出しのた
め特に適する装置および方法の提供にある〇 本発明の他の目的は、片持ち管の撓みを避けることがで
きる温度レベルを超える非常に高い炉内温度における半
導体ウェーハの装填ボートの処理に適する改善された片
持ち拡散管装置および方法の提供にちる。

本発明の他の目的は、拡散炉内の片持ち拡散管の柔軟な
設置を有効に行なうための装置および方法の提供にある
。

本発明の他の目的は、ウェーハの装填ボードの拡散炉内
外の装填および取出し、石英間の摩擦の回避、および装
填取出し操作の間ウェーハに対する制御された雰囲気の
維持のための片持ち装置の提供にちる。

本発明の別の目的は、拡散炉管のピグテールに対する従
来のガス供給法の使用を可能にする片持ち管拡散装置の
提供にある。

簡略に述べれば、本発明の一実施態様によれば、本発明
は拡散炉と一般に呼ばれる形式の炉の高温区域に関する
半導体ウェーハの装填ボートの搬入および搬出のための
片持ち管を提供するもので、この片持ち管は、その底面
に溢って開口遠端部から、炉内の搬入厳出および（また
は〕処理の間ウェーハ・ボートが送られるべき片持ち管
の部分の境界部まで延在する長いスロットを備えている
。

このウェーハ１ボートは、前記の長いスロットの縁部に
静置しかつ片持ち管がウェーハ・ボートで装填される時
片持ち管の内部を長いスロットに対して有効に封止する
半円筒状の底面を有する。上記の本発明の一実施態様に
おいては、この片持ち管はその近端部において、「扉」
板と、この扉板を緊締して片持ち管の開口近端部を封止
する緊締機構とによって送られるが、この封止は、拡散
炉内への片持ち管の挿入の間ならびに拡散炉からの片持
ち管の取出しの間片持ち管およびこれに送られたウェー
ハの装填ボート周囲の反応ガスまたはパージガスの流過
を許容するガス管は除く。前記扉板の緊締機構は、片持
ち管の挿入および取出しを行なうためトラックに沿って
運動する側方に運動可能なキャリッジ機構上に支持され
ている０ウエーハ装填ボートは、ボート送シブラットフ
オームの上面が片持ち管の底部の内面上にウェー７・・
ボートを送り、かつ片持ち管の内側の予め定めた領域に
対して側方に前記ウェーハ・ボートを送るように、支持
部材から長いスロットを経て上方へ延在する狭いウェー
ハ・ボート送りプラットフォームを備えたボート送り機
構により片持ち管内に装填される。次にこのボート送り
プラットフォームは降下させられて、ウェーハ・ボート
の半円筒状の底面に長いスロットの一部を覆わせてこれ
を摺動させる。このボート送シ機構は更に降下させられ
てウェーハ・ボートとの接触状態を終了し、片持ち管か
ら取出される。この工程は、別のウェーハ・ボートに対
して繰返され、その各々はその一端部が前に装填された
やや封止位置関係にあるウェーハ・ボートと通接するよ
うに配置され、長いスロットの更に別の部分を覆ってこ
れを有効に封止する。所要のウェーノリボートの全てが
このように片持ち管内に装填さｎた後、炉の高温区域内
に挿入される。拡散炉内の高温度で適当な処理を受けた
後、片持ち管はキャリッジ機構によって炉から取出され
る。ウェー７・・ボートを送るプラットフォームを長い
スロットを経て上昇させて最後の装填されたウェーハ・
ボートを片持ち管の内面上に揚上させ、次いでこれを片
持ち管の外側になるよう側方に運動させるため逆の工程
が行なわれ、このウェーハ・ボートをウェーハ・ボート
送シブラットフオームから取出した後、残りのウェーハ
・ボートも同様に片持ち管から取出される。

本発明の一実施態様においては、各々がスロットを設け
た片持ち管と送シキャリツシ機構とその上でキャリッジ
機構が側方に運動するトラックを含む複数のウェーハ装
填ステーションが、複数の積重ねられた拡散炉の各々に
対して隣接して配置される。コンピュータで制御される
ロボット機構がボート送シブラットフオームの送りを行
なって、種々の片持ち管の予め定めた部分に予め定めた
ウェーハ・ボートの搬入搬出を行なう。このロボット機
構はまた、片持ち管内に装填されるべきあるいは片持ち
管から取出されたばかりのウェーハ・ボートの一時的な
貯蔵のための棚組立体に関してウェーハ・ボートの搬入
搬出を行なう。

本発明の別の実施態様においては、側方に運動可能なキ
ャリッジ機構は、扉板の緊締機構がカムの回転運動に応
答して片持ち管の垂直方向の揚上運動を生じるように取
付けられた垂直方向に運動可能な案内ブロックを含んで
いる。この案内ブロックの垂直方向経路は、この案内ブ
ロックに取付けられたローラによって決定され、このロ
ーラは垂直案内面上で拡散炉の内側の片持ち管の「柔軟
な設置」を行なうため片持ち管の最初の垂直下方向の移
動の最初の部分だけ運動し、片持ち管を拡散炉の底部に
定置させ、これにより拡散炉の高温区域の内側の非猟′
に高い温度における片持ち管の撓みを避ける。片持ち管
の「柔軟な設置」の量子方向の移動の第２の部分におい
て、垂直方向の別の内面は僅かに傾斜して案内ブロック
を僅かに傾斜させ、片持ち管の近端部に対してその開口
遠端部を降下させる。このため、片持ち管の近端部が静
置する前にその遠端部を炉の底面上に静置させ、これに
よりさもなければ片持ちち・が最初に拡散炉管の開口縁
部と接触する片持ち管の開口部即ち近端部において生じ
る過大な応力を避けるのである。

本発明の別の実施態様においては、ウェー７・・ボート
は片持ち管の壁面の厚さよりも大きな短い脚部を有する
。ウェーハ・ボートはこれらの脚部に静置するが、この
脚部は片持ち管の長いスロットを貫通して延在して、片
持ち管が最初に降下される時拡散炉管の底面上に達する
。この時片持ち管が取出される。この装置は、ウェーハ
・ボートの摩擦のない搬入搬出を達成し、全ウェーハ・
ボートの搬入搬出工程の間ウェーハに対する制御された
雰囲気を維持する。

本発明の別に述べた実施態様においては、拡散炉管に対
すれガスの供給はガス供給源に対するピグテール結合部
を介してその遠端部において行なわれる。内部の排気ガ
ス管が片持ち管の近端部に設けられている。この片持ち
管は、その近端部において、片持ち管を送るための第１
のフランジと、拡散炉と通接してこれと共に封止する第
１のフランジから隔てられた第２のフランジとの２つの
フランジを有する。内部の排気管は、第１と第２のフラ
ンジ間で片持ち管の壁面を貫通して延在し、排気ガスを
従来周知の清掃装置によって収集することを可能にする
。内側の排気管よシも実質的に小さな内径の内側のバイ
パス管が片持ち管内の内側排気管内に開口し、第２のフ
ランジの位置の周囲を通って第２のフランジの反対側に
おける片持ち管の壁面を貫通する。ピグテール結合部を
経て拡散炉管内に供給された処理ガスの一部は片持ち管
内ケ流過し、残シは片持ち管！と１拡散炉管の間を内側
の排気管と内側のバイパス管の内径と略々同じ比率で通
過し、清掃装置に対して排出される。

先ず減１図においては弊出願人により設計されテストさ
れた構造の簡単な手動の片持ち拡散管装置は照合番号１
で示される。片持ち拡散管装置１は、その左側端部にお
いて上記のＷｏｌｌｍａｎの米国特許出願において詳細
に記載されたものと全く同様な方法で支持された片持ち
管２を有する。片持ち管２の右側端部は開口している。

片持ち管２は、一般に、石英、多結晶シリコンまたはシ
リコン・カーバイドから構成される。上記のＷｏｌｌｍ
ａｎの米国特許出願に記載されるように、片持ち管２は
、各々が５０乃至７５個の半導体ウェーハを装填した多
数のウェーハ・ボートを拡散炉管３内に供給することが
できる。

緊締機ゼ４・４は、片持ち管２の右側開口端部を緊密に
封止し、これを片持ち管２の石英フランジ５および緊締
リング２Ａによって支持する。照合番号６は、トラック
８に宿って矢印７の方向に側方に運動する運動可能なキ
ャリッジ機構を全体的に示している。片持ち管２内の反
応ガスまたはパージング・ガスの適当な流れを生じる手
段は、（これらが本発明の主たる目的を構成するもので
はないため〕図示の都合から省略した。このような手段
は、上記のＷｏｌｌｍａｎの米国特許出願において詳細
に開示記載されている。

本発明と上記のＷｏｌｌｍａｎの米国特許比、ｐ、ｇと
の間の主な相違点は、片持ち管２内へのウェーハ・ボー
トの装填を行なうため片持ち管２の右側底部における長
手方向の長い矩形状の装填用スロット　　　　　　１９
を提供することである。上記のＷｏｌｌｍａｎの米国特
許出願に開示された側方の窓部とカバーは、本文に示さ
れる本発明の実施態様において省略したＯ 第１図に示される手動操作される本発明の基本的な実施
態様によれば、ボート送り機構１１は矢印１３により示
される方向に直線状のレール１２上に送られかつこれに
活って直線状に運動可能である。ボート送シ機構１１は
、１０個の如きウェーハ・ボートの片持ち管２に関する
搬入搬出を行なうため装填用スロット９を上方に貫通し
得るに充分な狭さと高さを有するボート送シブラットフ
オーム１４を含む。

ハンドル１４Ａがボート送υ機構１１上に設けられて、
直線レール１２に沿って矢印１管の方向に側方運動を生
じ、また矢印１５の方向にボート支持機構６の遠端部の
昇降運動を生じる。

この点において、ボート送り機構１１のいくつかの顕著
な特徴の説明のため第５図を照合すれば役立とう。第１
に、′ボート送シブラットフオーム１４は、石英ボート
１００半円筒状の底面と直接接触する２つの長い石英の
ローラ１６を有するが、これはもし石英ボート１０の底
部がボート送りプラットフォーム１４の金属製の基部上
に静置するならば生じることになる石英間の接触を避け
ることが重要であるためである。

第５図における実線は、降下位置におけるボート送９プ
ラットフォーム１４の位置を示している。

点線１７は、片持ち管２の装填用スロット９を介して延
在するボート送りプラットフォーム１４の最上位置にお
ける上面の位置を示している。この時、ボート送シブラ
ットフオーム１４がその上に支持さ几る支持アーム１８
がハンドル１４Ａの外端部の下方向の運動に応答して直
線レール１２の周囲に枢動することが判るで感ろう。ロ
ーラ１９．２０は、トラック８の左側においてフランジ
２１の上下の各面と接触してボート送シブラットフオー
ム１４の昇降位置の限界を規定する。

第３図に示される如き片持ち管２における１０の如きウ
ェーハ・ボートおよび２２の如きウェーハの構成は、ウ
ェーハ２２が片持ち管２において正確に心出しされかつ
ウェーハ・ボート１０が片持ち管２の底壁面に対し非常
に接近し、その結果ウェーハ２２を流過する抵抗ガスの
非常に均一な流れを生じ、その結果、ウェーハの処理の
改善さｎた均一性および改善さ汎たウェーハの歩留りを
もたらす。

次に、第、１図のウェーハ・ボート装填装置の作用につ
いては第６Ａ図および第６Ｂ図に関して説明することに
する。ウェーハ装填工程における最初のステップは、第
６Ａ図に示されるように、ボート支持機構１１が石英片
持ち管２の開口端部２Ａの右側においてこれと整合状態
に配置される時、ウェーハ２２を装填したウェーハ・ボ
ート１０をボート送りプラットフォーム１４上に定１す
ることである。次にノ・ンドル１４Ａを矢印２管の方向
に下方向に押圧することにより、機構１１が直線レール
１２の周囲に枢動する時ボート１０およびウェーハ２２
を矢印２４の方向に上方へ揚上させる。下部ローラ２０
（第５図〕は、これがフランツ２１の底面と当る時石英
ボート１０の円筒状の底面が片持ち管２人の内側底面の
上方に位置されるように配置されている。ボート送りプ
ラットフォーム１４は、片持ち管２の底部におけるスロ
ット９を介して延在して石英ボート１０の底部を片持ち
管２の底面の上方に保持するに充分な高さと狭さとなっ
ている。支持アーム１８は、片持ち管２の底部の外表面
の下方に維持される。

オペレータは第６Ｂ図の矢印２４の方向の左方ヘハンド
ル１４Ａを移動して、ボート送りプラットフォーム１４
、石英ボート１０およびウェーハ２２をその揚上位置に
維持し、これらを矢印２５の方向に片持ち管２の内側に
運動させる。ボート送り機構１１は、最初の石英ボート
１０の底部が装填用スロット９の右側端部を゛覆うに充
分なたけ運動されることが望ましい。

第６Ａ図および第６Ｂ図には示さないが、次の一連の工
程は今丁度述べた工程の逆である。更に、ハンドル１４
Ａを持上げて、ウェーノー・ボートの底部の外表面をス
ロット９の内縁部に対して降下　　　　　　　、１させ
ることにより、スロット９の前記部分を覆ってこれを外
側から効果的に封止する。ボート支持機構１１は、この
時第６Ｂ図の矢印２４とは反対方向に右側へ移動されて
、片持ち管２の右側端部を越えて運動させられる。この
時、未処理のウェーハの装填ウェーか・ボートがボート
送９プラットフォーム１４上に位置され、この工程が繰
返される。

この時、石英ボート１０の端縁部が正確に平らで垂直方
向にあって、その結果ウェーハ・ボート間のスロット９
の覆われない間隙がないように片持ち管２の内側に連続
的に装填されるウェーハ・ボートが相互に正確に当接す
ることに注目されたい。例えば、第４図においては、照
合番号２５．２６によυ示される線が、片持ち管２内に
装填さｎたウェーハ・ボートの当接する端縁部が長い底
部の装填用スロット９を有効に封止することを示してい
る。−また、ボート送シブラットフオーム１４は複数の
装填済みのウェーハ・ボートを支持するに充分な長さで
あって、その結果ウェーハ・ボートの全ての「連」が１
回の操作で装填取出しが可能でるることに注目すべきで
ある。また、未装填のウェーハ・ボート即ち「ダミー」
ボートが装填用スロット９の全長の一部を閉釧即ち封止
するため片持ち管内に装填することができることも留意
すべきである。

ある特定の処理工程における全てのウェーハ・ボートが
片持ち管２内に装填された後、この片持ち管は処理のた
め拡散管即ち炉体３内へ矢印１管の方向右側（第１図）
に向って移動される。高温度のウェーハ処理工程が完了
した後、上記のＷｏｌｌｍａｎの米国特許比ノ顆に更に
詳細に記載されるように、片持ち管２がこのＷｏｌｌｍ
ａｎの米国特許出願に述へる方法で取出され、工程の順
序か逆である点を除いて上記の方法と全く同じ方法でボ
ート送シ機構１１を用いて石英ボート１０が取出される
。

更に、ボート送り機構１１はボート送りプラットフォー
ム１４が片持ち管２の開口端部２Ａに最も近い装填ウェ
ーハ・ボートの下方に位置されるように、管２の下方に
配置される。ボート送りプラットフォームを持上げてこ
のウェーハ・ボートの底部と係合させ、これを装填用ス
ロット９の縁部上に揚上させ、ボート送り機構１１を第
６Ｂ図における矢印２５とは反対の方向に移動させてこ
のウェーハ・ボートを片持ち管２かも取出す。この時、
ウェーハ・ボートは適当な手段によって取外され、残り
の処理済みウェーハの装填ボートを取外すため同じ工程
が繰返される。

次に、本発明の更に複雑な実施態様について第９図に関
して記述するが、これにおいては、第１図に関して先に
述べた基本的概念が照合番号２８により示される拡散炉
の「積重ね」と関連して構成さｎ、これは当業者にとっ
ては周知の従来の方法により垂直方向に積重ねられた４
つの拡散炉３−１．３−２．３−３および３−４を示し
ている。４つの個々の「装填用ステー７ョン」は、各拡
散炉３−１．３−２・・・・・・３−４の右側端部に隣
接して配置されている。これらの拡散装填ステーション
は各々、第１図、に関して前に述べた片持ち管２の如き
片持ち管を含んでいる。第９図においては、これら４つ
の片持ち管は照合番号２−１．２−２．２−３．２−４
によって示されている。

各々は第１図における番号８の如きトラック上に支持さ
れ、各月持ち管２−１．２−２等が、各拡散炉３−１．
３−２等に関する各月持ち管の正確な挿入および取出し
を行なう送り機構（第９図には図示しない）によってそ
の左側端部においてフランジにより片持ち状に支持され
ている。

ウェーハ・ボート貯蔵棚２９は、上記の装填領域と左側
端部に隣接して配置される９ウェーハ・ボート棚組立体
２９は、このウェーハ・ボート棚組立体２９の後壁面２
９Ａによりその後端部において支持される３０の如き複
数のボート支持アーム即ち棚部を含んでいる。この′ウ
ェーハ・ボート棚部３０は各々、第３図、第６Ａ図およ
び第６Ｂ図に関して前に述べた１０′の如き２つの隣接
する装填されたウェーハ・ボートの底面を支持するため
、その上面上で３１の如き２本の石英ロンドを有する。

ウェーハ・ボート棚組立体２９においては、４つの片持
ち管のウェーハーボート装填ステーションの各々と対応
する２列のウェーハ・ボート棚部３０が存在する。ウェ
ーハ・ボート棚部３０の列の一方は、２２の如き未処理
の半導体ウェーハが装填されたウェーハ・ボートを支持
するために残されてお９、ウェーハ・ボート棚部３０の
他の列は片持ち管２−１．２−２等の１つから取外され
たばかりのウェーハが装填されたボートを支持するため
に残されている。

第９図のコンピユータ化した拡散炉装填装置３２は、照
合番号１１Ａにより示されたボート支持ロホット機構を
含んでいる。ボート支持ロボット１１Ａは、第１図、第
５図、第６Ａ図および第６Ｂ図に関して記述したものと
略々同じボート送りプラント７オーム１４を含んでいる
。しかし、第９図のボート送シブラットフオーム１４は
、コンピュータ３５に格納されかつこれにより実行され
る炉搬入搬出プログラムに応答して矢印３４により示さ
れる方向に自動的に運動することができる水平方向アー
ム３３によって支持されている。

運動可能な水平方向アーム３３は、アーム３３およびボ
ート送りプラットフォーム１４の位置を正確に制御する
ためのプログラムされたコンピュータ３５に応答するス
テップ・モータの如き適当な機構を含む運動ブロック３
６によって支持されかつ制御される。運動ブロック３６
の、従って水平方向アーム３管の垂直方向位置は、垂平
方向のロッド３８上の矢印３７の方向に運動ブロック３
６の垂直方向運動によって調整される。ステップ・モー
タの如き適当な機構は、垂直方向のロンド３８と係合し
てボート送りプラットフォーム１４を正確に垂直方向に
定置するため運動ブロック３６内に含まれている。

矢印３４の方向は、片持ち管グー１．２−２等の長手方
向軸心を横切ることを留意されたい。矢印３９の方向の
片持ち管２−１．２−２等の長平方向軸心に対し平行な
方向のボート送シブラットフオーム１４の運動は、キャ
リッジ案内要素４０Ａおよび４０Ｂを含む適当な側方運
動機構により制御される。更に、当業者によれば、コン
ピュータ３５に応答して矢印３９の方向における垂ｉ。

ラド３８、運動ブロック３６およびキャリッジ案内要素
４　ＯＡおよび４０Ｂの位置の正確な位置決めを行なう
ため、適当な位置されたステップ・モーフ２よひ良好な
ケーブルまたはねじ歯車機構を容易に提供することがて
さる。矢印３４．３７および３９の方向におけるボート
送りプラットフォーム１４の運動により、ウェーハ・ボ
ート棚組立体２９に対し最初に装填される全てのウェー
ハ・ボートが４本の片持ち管２−１．２−２・・・・・
・２−４に対して最後には装填されるように、ボート支
持プラットフォーム４０が片持ち管２−１．２−２等の
選択された１つに自動的に装填されるように棚組立体３
０におけるウェーハ・ボート棚部３０により支持さｎる
どのウェーハ・ボートでもｉ６Ａ図および第６Ｂ図に関
して前に述べたものと全く同じ方法て揚上することが可
能である。

従って１片持ち管がコンピュータ３５の制御下において
４つの拡散炉管３−１・・・・・・３−４内に挿入され
る。拡散管の高温度区域における処理が完了した後、そ
の内部にウェーハ・ボートを有する片持ち管が取出され
、ボート支持ロボットＩＩＡが全ての処理済みウェーハ
およびこれを支持するウェーハ・ボートを１つずつ取外
して、これをウェーハ・ボート棚組立体２９の適当な棚
部に置くようにコンピュータ３５に応答して作動される
。

第１２図は、ウェーハ・ボートまたは棚部３゜の各々が
装填済みウェーハ・ボートの両端部を支持しているウェ
ーハ・ボート棚組立体２つの前方を示す部分図である。

ボート送りプラットフォーム１４の水平方向の寸法は、
これが２つの隣接するウェーハ・ボートの棚部３０間に
嵌合することにより、ウェーハ２０を装填した石英ボー
ト１０を拾い上げる、即ち貯蔵することができるよう充
分に短い。

第１１図の断面図は、ウェーハ・ボート棚部３０の１つ
が２本の上記の石英ロッド３１に石英ボート１０を支持
する方法を示している。

第１０Ａ図乃至第１０Ｅ図は、第９図のボート支持ロボ
ット１１Ａ、特にその運動ブロック３６によって行なわ
れる一連の工程および運動を更に正確に示している。コ
ンピュータ３５に応答して、ウェーハ・ボート棚組立体
２９に関するウェーハ・ボートの搬入搬出を行なう。例
えば、第１０Ａ図においては、運動ブロック３６がボー
ト送りプラットフォーム１４を矢印３７Ａの方向に下方
向運動を行なわせて、これをウェーハ・ボート棚部３０
のある特定の列に対して整合させる。次に、第１０Ｂ図
において示すように、アーム３３は矢印３４Ａの方向に
向けて左側に運動しである特定の石英ボート１０の真下
の２つの棚部３０間にボート送りプラットフォーム１４
を定置する０次に、第１０Ｃ図において示すように、運
動ブロック３６および水平方向アーム３３は矢印３７Ｂ
の方向に上昇してプラットフォーム１４および石英ボー
ト１０を棚部３０から上方へ揚上させる。次に、第１０
Ｄ図に示すように、水平方向アーム３３は矢印３４Ｂの
方向に右側へ運動させられ、石英ボート１０を棚部３０
から取外す０最後に、運動ブロック３６が必要に応じて
水平と垂直の両方向に運動させられて、４本の片持ち管
２−１．２−２等の選択された１つの開口端部の右側端
音龜おける前記石英ボート１０を整合し、このウェーハ
・ボートを選択された片持ち管内に装填する。

第１０Ｅ図に示された石英ボート１０を片持ち管、例え
ば片持ち管２−１に装填するための工程は全く同じもの
であり、第１４Ａ図乃至第１４Ｄ図に示されている。第
１４Ａ図においては、コンピュータ３５が運動ブロック
３６を片持ち管２−１の開口端部の右側（第９図９に垂
直および水平方向に位置させた後、その底面が片持ち管
２−１の内表面４５上に位置するように、運動ブロック
３６は水平方向アーム３３を矢印４２の方向に運動させ
て石英ボート１０を整合させる。次に、石英ボート１０
およびウェーハ２０がこのように整合されると、キャリ
ッジ案内要素４０Ａおよび４０Ｂ（第９図〕が第１４Ｂ
図に示される′ように左側へ運動させられ、ボート１０
およびウェーハ２０を片持ち管２−１内のある選択され
た位置へ移動させ、長い装填用スロット９を介して延長
するプラットフォーム１４にボート１０をこの片持ち管
の底部より上方に支持させる。この時、第１４Ｃ図に示
さｎるように、運動ブロック３６が水平方向アーム３３
およびプラットフォーム１４を矢印４管の方向に降下さ
せる。最後に、プラットフォーム１４は第１４Ｄ図に示
されるように矢印４４の方向に取出される。

この点において、片持ち管２に関するウェーハの搬入搬
出を行なうための上記の構造および手法が、上記のＷｏ
ｌｌｍａｎの米国特許出願に記載される如き片持ち拡散
管における側方の窓部を通すようにウェーハを装填する
上記の従来の手法と関連する多くの問題および障害を克
服するものであることが判るであろう。装填用スロット
９を提供してこの装填用スロットを介して延長するボー
ト送りプラットフォーム１４を用い、また色々なウェー
ハ・ボートの正確な半円筒状の外表面および正確に平坦
な係合する端面を用いて長い装填用スロット９を封止す
るこの手法が非常に満足のゆくものであることが証明さ
れた。この手法は、ボート送シブラットフオーム１４の
ローラ３１が決してウェーハ・ボートとの摺動接触を生
じないため、摩擦による石英の埃の発生を減少させる。

ボート送シ機構１１の軸方向運動は、手動もしくは自動
のいずれによって制御されるかを問わす、ウェーハ・ボ
ートを片持ち管の側方窓部を１通るよう通過させる自動
的な即ちロボットによるボート装填装置の設計および構
成上の複雑さに比較して、簡単てありかつ比較的便利な
ものである。

次に、前に述べかつ上記のＷｏｌｌｍａｎの米国特許出
願に更に詳細に開示されたキャリッジ機構６に対する別
の改善について第７図、第８Ａ図、第８Ｂ図、第１３Ａ
図、第１３Ｂ図および第１５図に関して論述する。

次に第７図において、キャリッジ６は上記のＷｏｌｌｍ
ａｎ　の米国特許出願に記載したものと全く同じ方法で
トラック８上に載っている０片持ち管２は、Ｗｏｌｌｍ
ａｎ　の米国特許出願において詳細に記載される如きフ
ランジ５と、これにより堅固な扉部４６がフランジ５の
垂直の外面と封止作用的　　　　　１に係合させられて
片持ち管２全体を封止する緊締機構とを有する。反応ガ
スを扉部４６を流過させるため適当な連動解除型ガス・
コネクタ（図示せず〕が設けられる。片持ち管２の調整
および整合操作を可能にする３点で調整可能な連動解除
型の調整可能結合部が提供され、これに対して扉部４６
が片持ち状に管２を支持する「スパイダ」４７から取付
けられている。柱体４８が扉部４６の上面に対して結合
され、これに対してポール４９が堅固に取付けられてい
る。ソケット５０は、このソケット５０からポール４９
か側方に外れることを防止する軸４８を収受する垂直の
狭い溝５１を有する。三角形状の「スパイク」４７の下
方の２本のアームには、扉部４６の下部に対して取付け
られたスラスト・ベアリング部材５３と係合して片持ち
管２が挿入される拡散炉２の軸心に対する片持ち管２の
軸心の非常に正確な整合を行なう適当な調整手段５２が
設けられている。

スパイク４７の背面が堅固な案内ブロック５４に対して
取付けられる。この案内ブロック５４はＵ字形チャネル
５５の内側に支持されている。Ｕ字形チャネル５５は２
つの脚部５５Ａと５５Ｂ。

および背部５５Ｃを有する。背部５５Ｃは垂直方向のス
ロット５６を有する。案内ブロック５４の背面に対して
堅固に取付けられたカム・フォロワ部材５７はスロット
５６を通って延在している。

カム・フォロワ・ローラ５８はカム・フォロワ部材５７
の外端部に対して取付けられている。

案内ブロック５４は、２つのローラ５９がＵ字形チャネ
ル５５の背面５５Ｃの内表面６０上で転勤するように案
内ブロック５４の底部の後隅部に対して取付けられたロ
ーラ５９によって支持されている。Ｕ字形チャネル５．
５の反対（ｉｌｌには、側壁面５５Ａと５５Ｂの内表面
に配置された対応する垂直方向のスロット６２内に延在
するローラ６１が存在する。

カム・フォロワ・ローラ５８は、カム・モータ５４によ
って、駆動される偏心カム６３上に載っている。案内ブ
ロック５４はボート支持機構６の背面部材６５に対して
堅固に取付けられている。

このため、カム６３は回転する時、カム・フォロワ部材
５７の矢印６６により示される方向で垂直方向運動を生
じ、これが更に矢印６７の方向（第８Ａ図）にスパイダ
４７、ソケット５０．．１部４・６および最後に片持ち
管２の対応する垂直方向の運動を生じる。支持機構６の
トラック８に涜った矢印６８の方向における側方運動が
２つの圧縮ハネ７０．７１によυ結合される機構６９に
よって得られる。機構６９は、図示しないが当業者には
容易に提供が可能な駆動装置に対して結合されているっ 本発明の「柔軟な設置」動作の特質によれば、Ｕ字形チ
ャネル５５の背面５５Ｃの内表面６ｏの下方部分６０Ａ
は、第８Ａ図および第８Ｂ図、また第１３Ａ図および第
１３Ｂ図に誇張して示されるように僅かに傾斜している
。面６０の上部６０Ｂが完全に垂直方向であるため、矢
印６６の方向における案内ブロック５４の移動の上方部
分が正確に垂直方向であることが判るであろう。しかし
、スロット５６の下方向への移動の間、ローラ５９が面
６０の曲折部７２上を下方に通過する時、案内ブロック
５４が僅かに傾斜しはじめて片持ち管２０円弧状運動７
３（第８Ｂ図９を生じる。

一旦２−１（第１３Ａ図および第１３Ｂ図）の如き片持
ち管が拡散炉管３内に配置されると、片持ち管２−１が
構成される材料（一般に、石英、多結晶シリコンもしく
はシリコンカーバイド〕の緩やかな撓みを避けるために
、もし炉体管の高温区域における処理温度が約１，０５
０℃よシも高ければ、片持ち管２−１全体を拡散管管の
底部の内表面３Ａに対して降下させ得ないことが非常に
望ましい。

この点において、もし第’８Ｂ図において矢印７．３で
示される円弧運動が拡散炉管管の底部の内表面３Ａに対
して片持ち管２−１を降下させる「柔軟な設置」動作の
間に生じなければ、片持ち管２−１の右側端部ではなく
左側端部が最初に拡散炉管管の口部付近で拡散炉管管の
底縁面３Ａと最初に係合することが可能である。このよ
うな状態は拡散炉管管の口部付近の石英材料と片持ち管
　　　　　　□１２−１の結晶する接触部分の双方にお
いて非常に大きな応力を生じようとすることが判るであ
ろう。

このため、拡散炉管３または片持ち管２−ＩＫ割撰およ
び破損、および（または片欠陥を生じる石英の埃の発生
を生じることもあシ得る。

°従って、柔軟な設置工程の間片持ち管２−１の右側端
部を最初に降下させるための手段を提供することが非常
に望ましいことが明らかであろ□う。

＆３Ａ図および第３Ｂ図および第１３Ｂ図に示される構
造から、Ｕ字形チャネル５５の背部の内壁面５５Ｃにお
ける僅かに傾斜した下表面６０Ａがこのような望ましい
効果を達成することが明らかであろう。カム６３が案内
ブロック５４を降下するように回転し続けると、ローラ
５９が面６ｏの曲析部７２を通過する際片埒ち管２−１
の右側端部が下方に傾斜する。片持ち管２−１の右側端
部が拡散炉管管の底部面３Ａ上に静置した後、カム６３
か回転するに伴って案内ブロック５４の更に下方の運動
は、片持ち管２−１もまた面３Ａ上に静置する壕て片持
ち管２−１の左側端部の下方運動を、伏ける貼果となる
。

次に第１６図においては、変更した片持ち拡散管装置Ｉ
Ａが支持ａ構６のやや異なる工程を提供するが、これに
おいでは、ステップ・モータ５４Ａが、第７図に示され
るようにカムとカム・フォロワを駆動する代シに、ブロ
ック５７に対して結合されたジヤツキねじ７４を駆動す
る。ジヤツキねじ７４は、案内ブロック５４に対して堅
固に取付けられたアーム５７に対して結合されている。

案内ブロック５４は、扉部４６を支持するスパイク４７
を昇降させるようＵ字形チャネル５５内部で運動する。

扉部４６は、片持ち管２の緊締リンク２Ａと石英フラン
ジ５に１よって片持ち管２に対して緊締されている。（
適当な場合には、第１６図、第１７図においては第７図
と同じ照合番号が用いられる。）照合番号７４は、片持
ち管２の上下の限界を制御するため概略図に示されたス
トッパを示す。

しかし、第１６図、第１７図および第１８Ａ図乃至第１
８Ｃ図の最も重要な特質は各石英ボート１０の底部にお
ける脚部７６を設けることに関するものである。この脚
部７６は、図示の如くスロソトを設けた片持ち管２の装
填用スロット９を経て延在している。各脚部７６の長さ
は、装填用スロット９を有効に閉釧するようにウェーハ
・ボートが片持ち管２の底面上に静置する時、脚部７６
が片持ち管２の底部の外表面の下方に延在する如きもの
である。このため、第１６図におけるキャリッジ６の機
構が第１８Ｂ図における矢印７７の方向に片持ち管２を
降下させるように操作される時、脚部７６は最後には、
片持ち管２の底面が底面３Ａと接触する前に拡散炉管管
の底面３Ａ上に静置することになる。この時、拡散管を
更に僅かに降下させることにより、キャリッジ６を拡散
炉管３、ウェーハ・ボート１０または脚部７６と触れる
ことなく拡散炉管３かも取出すことができ、ボート１０
およびウェーハ２２を第１８Ｃ図に示したように拡散炉
管３内部に配置したままである。

このような試みは拡散管２の熱によるクリープのため拡
散管が撓もうとする非常に高い温度の工程において非常
に有効であり得るが、これは拡散炉管３に対する装填ボ
ートのないウェーハの搬入搬出の量制御された周囲の雰
囲気を提供する前に述べた利点は影響を受けない。しか
し、ウェーハと拡散炉との間の「二重壁面」の絶縁を提
供する利点は失われ、そのため拡散炉管３は更にしばし
ば清掃しなければならず、拡散炉の運転停止時間をもた
らすことになる。それにも拘らず、非常に高温の処理操
作のためには、第１６図、第１７図および第１８Ａ図乃
至第１８Ｃ図に関するこのような選択は、欠陥を生じる
粒子状の汚染要因の形　　　　“成を完全に回避しなが
ら、搬入搬出操作の量制御された周囲の雰囲気を提供す
ることがでさる故に非常に有利となる。

次に第１９図、また第１９図の細部を拡大した第２０図
においては、ユーザが拡散炉管管の近い側即ち左側に対
するガス結合看路を伸ばすことを欲さす、その代！ｌｌ
第１９図における７９の如き従来の「ピグテール」によ
り拡散管２に対して反応ガスを供給することを選好する
装置における片持　　　　　　ｉち管２の使用を可能に
する本発明の一実施例が示されている。照合番号８０は
、反応ガスの供給源がピグテール７９の拡大したボール
端部に対して結合さｎてその間にシールを形成する典型
的な反応ガス管結合部を示している。熱論、パージング
ガスは、拡散炉管３に対する片持−ち管２の挿入取外し
の間、扉板部４７を通る結合部（図示せず）により片持
ち管２を流過するようにすることができる。

第１９図および第２０図においては、エルボ−の形状を
有する内側の排気管８２は、拡散炉管管のフランジ３Ｂ
と当接してこれとシールを形成する目的のため、第１の
フランジ５Ａとこのフランジ５Ａの右側に数の隔てられ
た第２のフランジ５Ｂとの間のある場所において片持ち
管２の上壁面を貫通してその上端部８２Ａが延在してい
る。内側の排気油８２の下部８２Ｂは片持ち管２と銘々
同軸状に整合さｎており、片持ち管２内で右から左側へ
流れる反応ガスが流入しかつ片持ち管２から従来の清掃
装置へ排出することができる開口端部８２Ｃを有する。

清掃装置は当業者には公知である。

排気管８２の典型的な内径は約２５ＩＩＩｍでよい。

内側のバイパス管８５は、排気管８２の内側通路に開口
する端部８５Ａを有し、またフランジ５Ｂの右側端部に
おける片持ち管２の上面を貫通する別の開口８５Ｂを有
する。バイパス管８５Ａの内径は排気管８２のそれよシ
も遥かに小さく、例えば約６鴫でよい。

第１９図および第２０図に示される如き拡散炉管管の場
合は、反応ガス供給源（図示せず〕は矢印８７により示
される如きピグテール結合部７９を径て拡散炉管３内に
流入する反応ガスの予め定めた供給を生じる。拡散炉管
管の内壁面と片持ち管２との間には、矢印８６で示され
るように少量の反応ガスが流れる。反応ガスのこのよう
な量（例えば、約１０％つは結局はバイパス管８５の開
口端部に流入し、またこれを経て排気管８２の内側に流
入する。反応ガスの残量、例えばその約９０チは、矢印
８４により示されるように片持ち管２を流過しかつその
内部のウェーハ２２間を流れる。また矢印８４により示
されるように、片持ち管２内を流れる反応ガスは最終的
には内側の排気管８２の開口端部８２Ｃ内に流れ、バイ
パス管８５を流過するガス８６と混合し、矢印８３によ
り示されるように清掃領域内に排出される。片持ち管２
と拡散炉管３間に流れる反応ガスの比率は、バイパス管
８５の内径に対する排気管８２の内径の比率と略々間じ
でちる。

本発明についてはそのいくつかの特定の実施態様に関し
て記述したが、当業者は、本発明の主旨および範囲から
逸脱すること々く本発明の本文に記述した実施態様に対
して色々な変更が可能であろう。しかし、本文に述べた
装置および方法の変更は、本文に記述したものと和尚の
ものであること、またこれらは本発明の範囲内で実質的
に同じ紹果を得るため実質的に同じ方法で実質的に同じ
機能を達成することが意図される０例えば、ｒＬＴＯＪ
（低温酸化）装置の場合には、片持ち管２はその上面に
７８の如き半円形状のスロットを設けて第９図の装置を
用いることによるウェーハ・ボートの搬入搬出作業を自
動化を容易にするという利点を提供することができる。

この場合、開口した底部のウェーハ・ボートを用いて、
反応ガスがウェーハおよび片持ち管の長いスロット９、
またスロット７８を自由に流過させる。第１図に示した
本発明の実施態様においては、もし多結晶シリコンまた
はシリコンカーバイドを用いて炉の高温区域における片
持ち管の撓みを招くことなく非常に高温の運転を達成す
るならば、拡散炉管の口部に最も近い部分が石英である
が炉体の高温区域ににおけるウェーハの装填ボートを支
持する部分はシリコンカーバイドまたは多結晶シリコン
である／・イブリッド片持ち管を構成することが望まし
い。石英部分の比較的低い熱伝導率は、扉部および片持
ち支持機構に対する炉体からの大きな熱伝導を生しる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の片持ち管装置の基本的な手動　　　　
　やで操作する実施例およびそのためのウェーハ・ボー
ト装填機構を示す部分斜視図、第２図は第１図に示され
た片持ち管の底部における長いスロットを示す部分底面
図、第３図は長いスロットを覆う内部の装填されたボー
トを有する第１図の片持ち管を示す断面図、第４図は長
いスロットを覆ってこれを封止する内部の複数のウェー
ハ・ボートを有する第１図に示された片持ち管を示す部
分底面図、第５図は第１図に示されたボート装填機構の
詳細を示す部分断面図、第６図Ａおよび第６Ｂ図は本発
明の装置の作用の説明に役立つ第１図の装置の部分斜視
図、第７図は第１図に示された片持ち管を送る「柔軟な
設置」を行なうキャリッジ機構を示す部分斜視図、第８
Ａ図は第７図に示された機構の部分立面図、第８Ｂ図は
第８Ａ図の機構の作用の説明に役立つ部分立面図、第９
図は第１図に示した形式の複数の片持ち管とキャリッジ
機構を内蔵するウェーハ・ボートの自動装填装置を示す
部分斜視図、第１０Ａ図乃至第１０Ｅ図は第９図に示し
た自動装置の作用を説明する上で役立つ部分断面図、第
１１図は第９図の装置の一特質の説明に役立つ部分断面
図、第１２図は第９図に示した装置のウェーハ・ボート
のトラック部分を示す部分正面図、第１３Ａ図および第
１３Ｂ図は第７図に示した「柔軟な設置」のためのキャ
リッジ機構の作用の説明に役立つ図、第１４Ａ図乃至第
１４Ｄ図は第９図に示した装置の作用の説明に役立つ断
面図、第１５図は第７図に示した「柔軟な設置」装置に
おいて用いられる連動解除型取付は機構の部分拡大斜視
図、第１６図は本発明の別の実施態様を示す側面図、第
１７図は第１６図の線１７−１７に関する部分断面図、
第１８Ａ図乃至第１８Ｃ図は第１６図に示した本発明の
実施態様の作用の説明に役立つ端面図、第１９図は本発
明の別の実施態様を示す断面図、および第２０図は第１
９図の詳細を示す拡大図である。 １・・・片持ち拡散管装置、２・・・片持ち管、２Ａ・
・・緊締リング、３・・・拡散炉管、４・・・緊締機構
、５・・・石英フランジ、６・・・ボート支持機構、８
・・・トラック、９・・・装填用スロット、１０・・・
石英ボート、１１・・・ボート送シ機構、１１Ａ・・・
ボート支持ロボット、１２・・・直線レール、１４・・
・ボート送りブラットフオ、−ム、　１４Ａ・・・ハン
ドル、　１６・・・石英口−ラ、　１８・・・支持アー
ム、　１９．２０・・ローラ、２１・・・フランツ、２
２・・・ウェーハ、２９・・・ウェーハ・ボート棚組立
体、３０・・・ウェーハ・ボート棚部、３１・・・石英
ロッド、３２・・・拡散炉装填装置、３３・・・水平方
向アーム、３５・・・コンピュータ、３６・・・運動ブ
ロック、３８・・・垂直方向ロッド、４６・・扉部、４
７・・・スパイダ、４９・・・ホール、５０・・・ソケ
ット、５１・・・溝、５２・・・調整手段、５３・・・
スラスト・ベアリング部材、５４・・・案内ブロック、
５５・・・Ｕ字形チャネル、５６・・・スロット、５７
・・・カム・フォロワ部材、５８・・・カム・フォロワ
・ｏ−’５ｙ、　５９・・・ローラ、　６１・・・ロー
ラ、６２・・・スロット、６３・・・偏心カム、６５・
・・背面部材、６９・・・機構、７０・・・圧縮ばね、
７１・・・圧縮ばね、７２・・・曲折部、７４・・・ジ
ヤツキねじ、７６・・・脚部、７９・・・ピクテール結
合部、８２・・・排気管、８５・・・バイパス管。 （外５名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、拡散炉に対して複数の隔てて置かれた半導体ウェー
   ハの搬入搬出を行ない、また前記拡散炉内での高温度に
   おけるウェーハ処理操作の間前記ウェーハを保持するた
   めの装置において、 （ａ）前記ウェーハを内部に保持する第１の管であつて
   、第１の端部と第２の開口端部と１つの壁面とを有し、
   かつ前記壁面の底部に長いスロットを備え、長い該スロ
   ットが前記の第２の開口端部から前記壁面の前記底部に
   沿つてウェーハ・ボートが定置されるべき前記第１の管
   の一部まで延在する第１の管と、 （ｂ）前記第１の管の端部に対して取付けられて、前記
   拡散炉に対する前記第１の管の搬入搬出の間、前記第１
   の管を片持ち状に支持する片持ち支持手段と、 （ｃ）前記ウェーハの少なくともあるものを支持する取
   外し自在な第１のウェーハ・ボートであつて、この第１
   のウェーハ・ボートがその底部の内面における前記第１
   の管の内側に定置される時前記の長いスロットの一部を
   覆つてこれを封止する底面を有する第１のウェーハ・ボ
   ートと、 （ｄ）前記第１の管が前記拡散炉に対して出入りしつつ
   ある間、また前記ウェーハが前記拡散炉内に保持されて
   いる間に、前記第１の管に対して入出して前記第１の管
   内の前記の複数の隔てられたウェーハを通つて前記管か
   ら流出するガスの流入流出を行なう手段と、および （ｅ）前記の長いスロットを通つて延長可能であり、前
   記第１のウェーハ・ボートを前記第１の管の底部内面上
   方に揚上させ、前記第１のウェーハ・ボートのどの部分
   または前記のどのウェーハまたは前記ボート支持手段の
   どの部分も前記第１の管のどの部分にも触れることなく
   、前記の長いスロットの上方で前記第１の管の内側に沿
   つて前記第１のウェーハ・ボートを側方に運動させて、
   前記第１の管に対する前記第１のウェーハ・ボートおよ
   びその内部のウェーハの移動を行なうボート支持手段と
   を設けることを特徴とする装置。 ２、前記ボート支持装置が、前記第１のウェーハ・ボー
   トもしくは前記第１のウェーハ・ボートと類似する他の
   ウェーハ・ボートを支持するためのプラットフォームを
   含み、該プラットフォームは前記の長いスロットを経て
   上方へ延長して前記第１の管の底部の内面の上方にウェ
   ーハ・ボートを支持するだけ長くかつ充分に狭いことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、前記第１のウェーハ・ボートおよび前記の他のウェ
   ーハ・ボートが、前記ウェーハ・ボートが前記第１の管
   の底部の内面上に静置する時前記第１の管と略々同心状
   に前記ウェーハを保持する概ね半円筒状の底部および溝
   を設けたウェーハの支持ロッドを有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４、前記ボート支持手段が、前記プラットフォームを支
   持するため前記プラットフォームに対して外端部が取付
   けられた運動可能なアームを含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の装置。 ５、前記ボート支持手段が、前記アームの運動を制御し
   て前記の長いスロットを通つて延長するよう前記プラッ
   トフォームの高さを調整する垂直運動手段を含み、また
   前記第１の管の長手方向軸に対して平行な方向における
   前記アームおよび前記プラットフォームの運動を制御す
   る軸方向運動手段を含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第４項記載の装置。 ６、前記ボート支持手段が、前記アームの運動を制御し
   て前記プラットフォームを前記第１の管の長手方向軸心
   を横切る方向に運動させる横断運動手段を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７、前記制御手段に応答して前記垂直運動手段と、前記
   軸方向運動手段と、前記横断運動手段とを運動させる前
   記プラットフォームおよびモータ手段の位置を制御して
   前記第１の管に対するウェーハ・ボートの搬入搬出操作
   を行なう制御手段を設けることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の装置。 ８、ウェーハ・ボートを支持するための複数の棚部を設
   け、前記制御手段はまた前記棚部の１つからウェーハ・
   ボートを拾い上げるため前記プラットフォームの運動を
   前記モータ手段に生じさせ、このウェーハ・ボートを前
   記第１の管に対して搬送し、前記第１の管の内側に前記
   ウェーハ・ボートを装填して前記の長いスロットの予め
   定めた部分を覆い、前記制御手段はまた、前記第１の管
   の内側からウェーハ・ボートを搬出するため前記モータ
   手段に前記プラットフォームの運動を生じさせてこれを
   前記棚部の予め定めた１つに搬送してこれを該棚部上に
   載置することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   装置。 ９、前記第１の管内の複数の前記ウェーハ・ボートの各
   々が前記の長いスロットの一部を有効に封止するカバー
   の機能を生じるように、前記第１の管内の以前に装填さ
   れたウェーハ・ボートの類似した平らな端面に正確に当
   接する平坦な端面を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の装置。 １０、前記プラットフォームの位置の手動制御を行なつ
   てウェーハ・ボートの前記第１の管内への装填およびこ
   のウェーハ・ボートの前記第１の管からの取出しを行な
   う手動制御手段を設けることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載の装置。 １１、前記片持ち支持手段が、前記第１の管の前記炉内
   への挿入の後前記炉の底部の内面に対する前記第１の管
   の緩やかな降下運動、および前記炉からの前記第１の管
   の取出しに先立つて前記炉の前記の底部内面の前記第１
   の管の揚上を行なつて、前記炉内の非常に高い温度によ
   る前記第１の管の撓みを防止する柔軟設置手段を含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 １２、もし前記第１の管の第１の端部がその降下の前に
   前記炉の前記の底部内面に対して前記片持ち支持手段に
   より降下させられるならば、その第１の端部付近におい
   て生じるおそれがある過大な応力を避けるため、前記炉
   の前記底部内面に対して前記第１の管の前記第１の端部
   を降下させる前に前記炉の底部内面に対して前記第１の
   管の前記第２の端部を降下させる手段を前記柔軟設置手
   段が含むことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載
   の装置。 １３、前記第１のウェーハ・ボートが、前記の長いスロ
   ットを通つて前記第１の管の下面の下方へ延長するよう
   に配置された複数の脚部を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 １４、前記ボート支持手段を含む手段が、前記炉の下方
   の内面上にその脚部で前記第１のウェーハ・ボートを静
   置させて前記第１のウェーハ・ボートと接触状態を終了
   させるに充分なだけ前記第１の管を降下させ、また前記
   第１の管を前記第１のボートと接触させることなく前記
   炉から側方へ取出す手段を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１３項記載の装置。 １５、前記第１の管が、前記片持ち支持手段に対して取
   付けるための第１の手段と、前記炉の口部開口との封止
   を形成する第２の手段とを有し、更に前記第１と第２の
   手段間で前記第１の管の前記壁面を通つて延長して前記
   第１の管の前記の第２の開口端部に流入する反応ガスが
   清掃装置による収集のため排出させる内部排気通路装置
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 １６、前記の内部排気通路手段と自由な連通状態にあり
   、前記第１の手段とは反対の前記第２の手段の側におい
   て前記第１の管の前記壁面を通つて延長し、前記炉の内
   面と前記第１の管の外面との間の空間に流入する反応ガ
   スを前記排気通路手段内に放出させる内部のバイパス通
   路手段を設けることを特徴とする特許請求の範囲第１５
   項記載の装置。 １７、拡散炉に対して複数の隔てられた半導体ウェーハ
   を搬入搬出すると共に、前記炉内の高温度におけるウェ
   ーハ処理操作中該ウェーハを保持する装置において、 （ａ）前記ウェーハをその内部に保持し、１つの壁面と
   第１の端部および第２の端部を有する管と、（ｂ）前記
   管の前記第１の端部に対して取付けられて、前記炉に対
   して前記管の搬入搬出操作の間前記管の片持ち状の支持
   を行なう片持ち支持手段と、 （ｃ）前記ウェーハの前記管に対する装填を行なうため
   の前記管の前記壁面における開口と、（ｄ）前記ウェー
   ハが前記管内にある間前記開口を覆うための手段と、 （ｅ）前記管内に配置された前記の複数の隔てられたウ
   ェーハを通つて前記管内へガスを流入流出させ、また前
   記炉に対して前記管が出入りさせられる間、および前記
   ウェーハが前記炉内に保持されている間前記管からガス
   を流出させる手段と、（ｆ）前記管に対する前記複数の
   ウェーハの出入りを行なうウェーハ移動手段と、および （ｇ）前記片持ち支持手段に含まれ、前記炉内への前記
   第１の管の挿入後、および前記炉の底部内面に対する前
   記第１の管の前記第１の端部の降下の前に、前記炉の底
   部内面に対する前記第１の管の前記第２の端部の緩やか
   な降下動作を行なつて、前記第１の管の前記第１の端部
   付近の過大な応力を避ける柔軟設置手段とを設けること
   を特徴とする装置。 １８、拡散炉に対して複数の隔てられた半導体ウェーハ
   の搬入搬出を行ない、また前記炉内での高温度における
   ウェーハの処理操作の間前記ウェーハを保持する方法に
   おいて、 （ａ）堅固な第１の管をその第１の端部において片持ち
   状に保持し、該第１の管は第２の開口端部と壁面とこの
   壁面の底部に長いスロットを有し、長い該スロットは前
   記壁面の前記底部に沿つて前記第２の端部からウェーハ
   ・ボートが定置されるべき前記第１の管の部分まで延び
   、 （ｂ）第１のウェーハ・ボートを前記第１の管の前記第
   ２の開口端部に隣接するプラットフォーム上に定置し、
   該プラットフォームは前記第１の管と接触することなく
   前記の長いスロットを通過するに十分な狭さを有し、 （ｃ）前記プラットフォームが前記第１の管と接触する
   ことなく前記の長いスロットを通過して前記第１のウェ
   ーハ・ボートが前記第１の管と接触することなく前記開
   口端部を通つて前記第１の管内に運動するように前記プ
   ラットフォームとその内部の前記第１のウェーハ・ボー
   トとを運動させ、（ｄ）前記第１の管から離れるように
   前記の長いスロットを通つて前記プラットフォームを降
   下させ、これにより前記第１のウェーハ・ボートの底面
   が前記の長いスロットの予め定めた部分を封止作用的に
   覆うように、前記第１のウェーハ・ボートを前記第１の
   管の底部内面上に設置し、 （ｅ）ガスを前記ウェーハを通つて前記第１の管内に流
   入させ、また該第１の管から流出させ、前記第１の管を
   その内部の前記第１のウェーハ・ボートと共に前記炉内
   に向かつて同時に運動させる工程からなることを特徴と
   する方法。 １９、前記工程（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を、繰返し
   、別の複数のウェーハ・ボートを相互に端部同志で当接
   する位置関係において装填して前記ガスに対して前記の
   長いスロットの別の予め定めた部分を覆つて有効にこれ
   を封止する工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第１８項記載の方法。 ２０、ガスを前記第１の管内に流入させる間前記炉から
   前記第１の管を取出し、前記ウェーハ・ボートの最後に
   装填された１つの下方に前記プラットフォームを運動さ
   せることによつて前記ウェーハの最後に装填された１つ
   を取出し、前記プラットフォームを前記の長いスロット
   を通つて揚上させて前記第１の管の底部内面の僅か上方
   に前記ウェーハ・ボートを持上げ、該ウェーハ・ボート
   を前記第１の管からその前記第２の開口端部を通つて運
   動させる工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １８項記載の方法。 ２１、前記工程（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を手動操作
   で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１８項記載
   の方法。 ２２、前記工程（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を自動的に
   行なつて、未処理のウェーハのウェーハ・ボートを貯蔵
   棚部から前記第１の管の第２の開口端部に対して運動さ
   せて、前記第１の管および未処理のウェーハの前記ウェ
   ーハ・ボートの前記炉内への挿入の前にこれらウェーハ
   ・ボートを前記第１の管内に装填する工程を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１８項記載の方法。 ２３、前記第１の管を前記炉から取出した後、前記ウェ
   ーハ・ボートの別のものに対する前記取出し工程を繰返
   す工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１８項
   記載の方法。 ２４、前記工程（ｅ）の後、前記第１の管を支持し続け
   る間前記第１の管を前記炉の底部内面に対して緩やかに
   降下させることにより前記第１の管の撓みを防止する工
   程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１８項記載
   の方法。 ２５、前記第１の管の前記炉の底部内面に対する降下の
   前に、前記炉の底部内面に対して前記第１の管の前記第
   ２の端部を降下させて、前記第１の管の前記第１の端部
   付近の過大な応力を避ける工程を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第２０項記載の方法。 ２６、拡散炉に対して複数の隔てられた半導体ウェーハ
   の搬入搬出を行ない、また前記拡散炉内での高温度にお
   けるウェーハ処理操作の間前記ウェーハを保持する装置
   において、 （ａ）前記ウェーハを内部に保持する第１の管であつて
   、第１の端部と第２の開口端部と壁面とを有し、かつ前
   記壁面の底部に長いスロットを有し、長い該スロットが
   前記第２の開口端部から前記壁面の前記底部に沿つてウ
   ェーハ・ボートが定置されるべき前記第１の管の部分ま
   で延在する第１の管と、 （ｂ）前記第１の管の前記第１の端部に取付けられて、
   前記炉に対する前記第１の管の搬入搬出の間、前記第１
   の管を片持ち状に支持する片持ち支持手段と、 （ｃ）第１のウェーハ・ボート手段が前記第１の管の内
   側における底部内面上に定置される時前記ウェーハの少
   なくともあるものを前記長いスロット上に支持するため
   、前記の少なくともあるウェーハを支持する取外し自在
   な第１のウェーハ・ボート手段と、 （ｄ）ガスを前記第１の管内の前記の複数の隔てられた
   ウェーハを通つて前記第１の管内に流入させ、かつ前記
   第１の管が前記炉内にある間、および前記ウェーハが前
   記長いスロット上で保持される間前記管から流出させる
   手段と、および （ｅ）前記の長いスロットを通つて延長可能であり、前
   記第１のウェーハ・ボート手段を前記第１の管の底部内
   面上方に揚上させ、前記第１のウェーハ・ボートのどの
   部分または前記のどのウェーハまたは前記ボート支持手
   段のどの部分も前記第１の管のどの部分にも触れること
   なく、前記の長いスロットの上方で前記第１の管の内側
   に沿つて前記第１のウェーハ・ボートを側方に運動させ
   て、前記第１の管に対する前記第１のウェーハ・ボート
   およびその内部のウェーハの移動を行なうボート支持手
   段とを設けることを特徴とする装置。 ２７、前記第１の管が前記長いスロットの上方に複数の
   半円形のスロットを有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の装置。