JPS6345376A - ソフトランデイング装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はソフトランディング装置に関する。更に詳細に
は、本発明はイ１英フォーク管の進退行路に隣接して発
熱丁一段を配設したソフトランディング装置に関する。

［従来の技術］ 横型の反応炉を使用する気相反応装置（例えば、ＣＶＤ
薄膜形成装置、酸化炉、拡散炉、ドライエツチング装置
τ）において、１亥反応炉内にウェハを送入し、また反
応炉からウェハを搬出する１１段として、石英フォーク
管を有するソフトランディング装置が使用されている。

石英は物理的および化学的性質が優秀であり、高温に曝
れても殆ど変形せず、熱膨張が小さい。

史に、純粋なものが比較的に得やすく、耐薬品性も高（
、温度変化に対する機械的強度が大きい。

その結果、半導体製造工程のなかでも、高？藁、腐食性
薬品等の特に過酷な条件が適用される工程あるいは装置
で好んで使用される。

［発明が解決しようとする問題点コ 前記のような気相反応装置は一般的に品温処理を行うも
のである。従って、従来のソフトランデ、ｆング装置に
おける石英フォーク管は室２υ（例えば、２５°Ｃ）〜
反応炉内１０００℃程度と、温度差が極めて人きい状態
でウェハの搬送を行っていた。

石英フォーク管自体は温度差に対して極めて強靭である
が、石英フォーク管と共に激しい温度差に曝されるウェ
ハは温度差に対して極めて脆弱である。

ウェハを急熱あるいは急冷すると、ウエノ１に熱応力に
基づく“反り”が発生したり、不リップラインなどの結
晶欠陥が発生する。

“反り”や結晶欠陥の発生を防止する為に、反応炉の温
度を１バツチ毎に下げるか、あるいは、ウェハを乗せた
石英フォーク管の出し入れを極めて緩慢な速度で行わな
ければならない。

しかし、反応炉の温度をバッチ毎に下げたり、石英フォ
ーク管を低速搬送していては半導体製造のスル−プット
を向ｌ−させることはできない。

［発明の目的］ 従って、本発明の目的はウェハに“反り”や結晶欠陥を
発生させるこ、となく、半導体製造のスループットを向
−ヒさせることのできるソフトランディング装置を提供
することである。

［問題点を解決するための丁段コ 前記の問題点を解決し、あわせて本発明の目的を達成す
るための丁′段として、この発明は、進退可能な石英フ
ォーク管をイｒするソフトランディング装置において、
前記石英フォーク管の進退１１：路に隣接して発熱手段
が配設されていることを特徴とするソフトランディング
装置を提供する。

［作用コ 前記のように、本発明のソフトランディング装置におい
ては、石英フォーク管の進退行路に隣接して発熱手段が
配設されている。

従って、高温度の反応炉内へ石英フォーク管を出し入れ
する際、ソフトランディング装置内において、この石英
フォーク管を反応炉内温度付近にまで加熱したり、ある
いは、反応炉内温度から徐々に室温にまで低ドさせるこ
とができる。

かくして、石英フォーク管【−に載置されたウェハに“
反り”や結晶欠陥が発生することを効果的に防１１−で
きる。その結果、゛ｌ′−導体素ｒの製造歩留りを高め
ることができる。

また、反応炉からウェハを極めて緩慢な速度で出し入れ
する従来のやり方では、出し入れが終わるまで次の反応
処理を開始できないが、本発明によればソフトランディ
ング装置内においてウェハのｐ偏加熱あるいは徐冷を行
うことができるので、反応炉は常に新たな反応処理を開
始できる態勢に維持される。その結果、半導体製造のス
ループットを飛躍的に向−１−させることができる。

［実施例コ 以ド、Ｎ面を参照しながら本発明の一実施例について更
に詳細に説明する。

第１図は本発明のソフトランディング装置の側面４Ｉ！
要図である。

説明の便宜上、本発明のソフトランディング装置を拡散
炉用とする。

第１図に示されるように、本発明のソフトランディング
装置１は拡散炉３に接続されている。ソフトランディン
グ装置１内には石英製の炉心管７内ヘウエハを出し入れ
するための石英フォーク管５が配設されている。

石英フォーク管５は、ガイドレール２２ａおよび２２ｂ
上を進退可能なキャリア２４に固定されている。キャリ
ア２４はエアーシリンダ等により駆動可能に構成できる
。石英フォーク管５は例えば、保持板２６に締めリング
２８ａおよび２８ｂで締め付けることによりキャリアに
固定できる。

更に、管の終端部にストッパー３０を押し当てることも
できる。ストッパーは保持板に螺着させることができる
。

石英フォーク管５の進退行路に隣接して発熱手段ｔＯａ
および１０ｂを配設する。この発熱手段には例えば、電
熱線等の抵抗加熱手段、遠赤外線またはマイクロ波等の
電磁波加熱手段を使用できる。

発熱り段は石英フォーク管の進退行路を妨げない位置に
配設しなければならない。発熱手段は石英フォーク管の
進退行路に対して、上下および／または左右の都合の良
い位置に配設することができる。

発熱り段は少なくとも１個配設すればよいが、石英フォ
ーク管の周囲に４個配設することもできる。あるいは、
周囲全体を包囲するように、トンネル状に構成すること
もできる。

石英フォーク管の進退行路を妨げなければ、発熱手段を
前後、左右または」―下方向に運動可能に構成すること
もできる。発熱手段をこのように運動可能に構成してお
くと、ウェハをソフトランディング装置または炉心管へ
出し入れするのに便利なことがある。

ソフトランディング装置ｌと拡散装置３との接合部には
、炉心管７の炉口９が開口されている。

この炉口９はゲート部１２により開閉される。炉心管７
はヒータ１４ａおよび１４ｂにより約１０００℃程度の
温度に加熱されている。炉心管７の炉口と反対側にドー
ピングユニット２０が接続されている。

次に、本発明のソフトランディング装置の具体的な動作
について説明する。

発熱手段１０ａおよび１０ｂは、石英フォーク管５の半
欠部ヒの石英製斜め治具またはボート１６にウェハ１８
をチャージおよびディスチャージする状態では室温にま
で冷却されている。

石英ボート１６にウェハ１８をチャージした後、発熱り
段１０ａおよびｌＯｂを作動させ、石英フォーク管、ボ
ートおよびウェハを徐々に加熱する。

これらが炉心温度付近にまで十分にｐ偏加熱されたら、
ゲート部１２を開き、キャリア２４を静かに、ゆっくり
と前進させ、石英フォーク管５を炉心管内に進入させる
。

ボート１６が炉心管内の所定の位置にまで搬送されたら
、石英フォーク管はボートをその位置に降ろし、後退す
る。石英フォーク管が炉心管外へ完全に後退したら、ゲ
ート部１２が炉口９を閉鎖スル。その後、ドーピングユ
ニット２０から不純物が炉心管内へ供給され、搬入ウェ
ハに対して所定のドーピング処理が行われる。

石英は温度差に対して強靭なので、ソフトランディング
装置内へ後退してきた空の石英フォーク管は、発熱手段
１０ａおよび１０ｂにより徐々に放冷させず、いきなり
室温に曝こともできる。

ウェハ１８に対するドーピング処理が終了する前に、発
熱手段１０ａおよび１０ｂを作動させ、空の石英フォー
ク管５を炉心温度付近にまで十分に加熱する。石英フォ
ーク管５が十分にｒ偏加熱され、ドーピング処理が終了
したら、ゲート部１２を開放し、キャリア２４を静かに
、ゆっくりと前進させ、石英フォーク管５を炉心管内に
進入させる。そして、炉心管内の石英ボートを持ちｔげ
、静かに、ゆっくりと炉心管から搬出する。

石英ボート１６が発熱手段１０ａおよび１０ｂの中心部
分付近にまできたら、石英フォーク管５は後退を止める
。それと共に、ゲート部１２が閉鎖される。発熱手段１
０ａおよび１０ｂの発熱量を徐々に減少することにより
、石英フォーク管上のウェハを極めて緩慢に放冷させる
。ウェハに“反り”または結晶欠陥を発生させない範囲
内の温度差を維持できるような速度で発熱Ｍを減少させ
る。

室温付近にまでウェハが放冷されたら、ウエノ１をソフ
トランディング装置からデ、イスチャーシスる。

１木の炉心管に対して、複数機のソフトランディング装
置を接続すれば、炉心管を常に高温加熱状態のままに維
持し、管内で連続的にドーピング処理を実施できる。す
なわち、一方のソフトランディング装置でウェハをｔ偏
加熱し、他方のソフトランディング装置ではウェハの放
冷を行うようにシステム構成すれば連続処理が＋ｉＪ能
となる。

発熱手段１０ａおよび１０ｂの温度側御方式としては、
いわゆる、オートプロファイル方式が好ましい。この方
式は温度センサで測定した温度プロファイルが所望のプ
ロファイルになるようにコンピュータを用いて温度コン
トローラにたいする制御量を求めるものである。この際
、所望の温度プロファイルとそれに対応した制御ｈ１は
、予めコンピュータに記憶させておく。かくして、ウェ
ハを子備加熱または放冷させる際にウェハに“反り”ま
たは結晶欠陥などが発生することは効果的に防出される
。

以ｌ・０、本発明のソフトランディング装置を便宜ｌ−
１拡散炉用として説明してきたが、本発明のソフトラン
ディング装置は拡散炉に限らず、ウェハが激しい温度Ａ
・に曝され、ウェハの“反り”または結晶欠陥などの発
生がｒ想されるような、例えば、ＣＶＩ）薄膜形成装置
、酸化炉、ドライエツチング装置等においても中し分な
く使用できる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明のソフトランディング装置
においては、石英フォーク管の進退行路に隣接して発熱
手段が配設されている。

従って、高温度の反応炉内へ石英フォーク管を出し入れ
する際、ソフトランディング装置内において、この石英
フォーク管を反応炉内温度付近にまで加熱したり、ある
いは、反応炉内温度から徐々に室温にまで低Ｆさせるこ
とができる。

かくして、石英フォーク管りに載置されたウェハに“反
り”や結晶欠陥が発生することを効果的に防出できる。

その結果、十導体素ｒの製造歩留りを高めることができ
る。

また、反応炉からウェハを極めて緩慢な速度で出し入れ
する従来のやり方では、出し入れが終わるまで次の反応
処理を開ｌｌｔ］できないが、本発明によればソフトラ
ンディング装置内においてウェハのｒ・偏加熱あるいは
徐冷を行うことができるので、反応炉は常に新たな反応
処理を開始できる態勢に維持される。その結果、’Ｊｉ
導体製造のスループットを飛躍的に向りさせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のソフトランディング装置の側面概要図
である。 ｌ・・・ソフトランディング’Ａｍ、３・・・拡散炉、
５・・・石英フォーク管、７・・・石英炉心管、９・・
・炉口。 １０ａおよび１０ｂ・・・発熱手段、１２・・・ゲート
部。 １４ａおよび１４ｂ・・・加熱手段、１６・・・石英ボ
ー）、１８・・・ウェハ、２０・・・ドーピングユニッ
ト。 ２２ａおよび２２ｂ・・・ガイドレール、２４・・・キ
ャリア、２６・・・保持板、２８ａおよび２８ｂ・・・
締め貝、３０・・・ストッパー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）進退可能な石英フォーク管を有するソフトランデ
   イング装置において、前記石英フォーク管の進退行路に
   隣接して発熱手段が配設されていることを特徴とするソ
   フトランデイング装置。
2. （２）発熱手段は電熱線ヒータである特許請求の範囲第
   １項に記載のソフトランデイング装置。
3. （３）発熱手段は遠赤外線ヒータである特許請求の範囲
   第１項に記載のソフトランデイング装置。
4. （４）発熱手段はマイクロ波である特許請求の範囲第１
   項に記載のソフトランデイング装置。