http://www.ipdl.inpit.go.jp/Tokujitu/tjsogodb.ipdl?N0000=101
文献種別 : A or B
文献番号 : A：某年-某号
B：某号
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（書誌＋要約＋請求の範囲）
(19)【発行国】日本国特許庁（ＪＰ）
(12)【公報種別】特許公報（Ｂ２）
(11)【特許番号】第２８７６２５０号
(24)【登録日】平成１１年（１９９９）１月２２日
(45)【発行日】平成１１年（１９９９）３月３１日
(54)【発明の名称】縦型熱処理装置
(51)【国際特許分類第６版】
H01L 21/02
21/22 511
21/31
21/324
【ＦＩ】
H01L 21/02 D
21/22 511 Q
21/31 E
21/324 G
【請求項の数】５
【全頁数】６
(21)【出願番号】特願平２−２５８４４７
(22)【出願日】平成２年（１９９０）９月２７日
(65) 【公開番号】特開平４−１３７５２６
(43)【公開日】平成４年（１９９２）５月１２日
【審査請求日】平成８年（１９９６）１０月２２日
(73) 【特許権者】
【識別番号】９９９９９９９９９
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
【住所又は居所】東京都港区赤坂５丁目３番６号
(72)【発明者】
【氏名】坂田 一成
【住所又は居所】神奈川県津久井郡城山町川尻字本郷３２１０番１ 東京エレクトロン相模株式会社内
【審査官】 河合 章
(56)【参考文献】
【文献】特開 昭６４−３０２１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６４−３０２１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−１１４６３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−１０１７２８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Ｉｎｔ．Ｃｌ．6，ＤＢ名）
H01L 21/02
H01L 21/22 - 21/24
H01L 21/31
H01L 21/322 - 21/326
(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】前面に被処理物搬入・搬出用開口部を有する筐体と、前記筐体内の後側上部にほぼ垂直に設けられた熱処理炉と、前記筐体内の前記熱処理炉の下方に設けられ、被処理物を前記熱処理炉内にロード・アンロードするための上下動機構と、前記筐体内の前記上下動機構の部位に、該筐体の一側面から対向する側面に向けて横方向に流れる清浄化気体流を形成する機構とを具備したことを特徴とする縦型熱処理装置。
【請求項２】前記清浄化気体流を形成する機構は、前記筐体の側面に設けられたメンテナンス用ドアに取り付けられた送風用ファンおよび塵埃除去用フィルタを具備したことを特徴とする請求項１記載の縦型熱処理装置。
【請求項３】被処理物を収容したカセットを搬入・搬出するための開口部を有する筐体と、前記筐体内の上部にほぼ垂直に設けられた熱処理炉と、前記筐体内の前記熱処理炉の下部に設けられ、ボートに設けられた被処理物を、前記熱処理炉内にロード・アンロードするための上下動機構と、前記筐体内の前記熱処理炉の側方に設けられ、複数の前記カセットを収容可能に構成されたキャリアステージと、前記筐体内で前記カセットを搬送するキャリアトランスファと、前記カセットと前記ボートとの間で前記被処理物を移載するトランスファとを具備したことを特徴とする縦型熱処理装置。
【請求項４】前記キャリアステージは、送風用ファンおよび塵埃除去用フィルタを有し、該キャリアステージ内に収容されたカセットに清浄化気体流を当てる機構を具備したことを特徴とする請求項３記載の縦型熱処理装置。
【請求項５】前記筐体の上部から取り入れた空気を清浄化しつつ、前記キャリアステージの後方から前方に向かい、この後、前記キャリアトランスファの配置部位および前記開口部近傍を通って下降して一旦底部に至り、しかる後、前記筐体の一側面から対向する側面に向けて前記上下動機構の配置部位を横方向に流れる清浄化気体流を形成する機構を具備したことを特徴とする請求項３記載の縦型熱処理装置。
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詳細な説明
【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、半導体デバイスの製造工程における熱拡散工程や成膜工程で使用される熱処理装置として、無塵化および省スペース化等を図ることのできる縦型熱処理装置が用いられるようになってきた。
すなわち、このような縦型熱処理装置では、円筒状に形成された反応管およびこの反応管を囲繞する如く設けられた均熱管、ヒータ、断熱材等からなる熱処理炉が筐体内にほぼ垂直に設けられている。また、この筐体内の熱処理炉の下部には、被処理物である半導体ウエハを載置されたウエハボートを熱処理炉内にロード・アンロードするための上下動機構（ボートエレベータ）が設けられている。このため、熱処理炉をほぼ水平に設けた横型熱処理装置に較べて設置スペースを削減して省スペース化を図ることができ、また、反応管と非接触で熱処理炉内にウエハボートをロード・アンロードすることができ、無塵化を図ることができる。
なお、上記熱処理炉およびボートエレベータが収容された筐体の前面には、被処理物（半導体ウエハ）を搬入・搬出するための開口部が設けられている。また、例えばこの筐体後部下側に送風用ファンおよび塵埃除去用フィルタ等を設け、後側から前方に向けてボートエレベータ配置部位に、前後方向に流れる清浄化気体流を形成し、半導体ウエハに対する塵埃の付着を防止するよう構成された縦型熱処理装置もある。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、近年半導体ウエハは大口径化される傾向にあり、一方半導体デバイスの回路パターンは微細化される傾向にある。
このため、縦型熱処理装置においては、さらに被処理物に対する塵埃の付着を確実に防止して歩留まりのの向上を図ること、大口径ウエハに対応しつつ省スペース化およびメンテナンス性の向上を図ること等が要求される。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、被処理物に対する塵埃の付着を確実に防止して歩留まりの向上を図ることができるとともに、省スペース化およびメンテナンス性の向上を図ることのできる縦型熱処理装置を提供しようとするものである。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
すなわち本発明の縦型熱処理装置は、前面に被処理物搬入・搬出用開口部を有する筐体と、前記筐体内の後側上部にほぼ垂直に設けられた熱処理炉と、前記筐体内の前記熱処理炉の下方に設けられ、被処理物を前記熱処理炉内にロード・アンロードするための上下動機構と、前記筐体内の前記上下動機構の部位に、該筐体の一側面から対向する側面に向けて横方向に流れる清浄化気体流を形成する機構とを具備したことを特徴とする。
また、請求項２記載の縦型熱処理装置では、前記清浄化気体流を形成する機構は、前記筐体の側面に設けられたメンテナンス用ドアに取り付けられた送風用ファンおよび塵埃除去用フィルタとを具備したことを特徴とする。
また、請求項３の縦型熱処理装置は、被処理物を収容したカセットを搬入・搬出するための開口部を有する筐体と、 前記筐体内の上部にほぼ垂直に設けられた熱処理炉と、 前記筐体内の前記熱処理炉の下部に設けられ、ボートに設けられた被処理物を、前記熱処理炉内にロード・アンロードするための上下動機構と、 前記筐体内の前記熱処理炉の側方に設けられ、複数の前記カセットを収容可能に構成されたキャリアステージと、 前記筐体内で前記カセットを搬送するキャリアトランスファと、 前記カセットと前記ボートとの間で前記被処理物を移載するトランスファとを具備したことを特徴とする。
また、請求項４の縦型熱処理装置では、前記キャリアステージは、送風用ファンおよび塵埃除去用フィルタを有し、該キャリアステージ内に収容されたカセットに清浄化気体流を当てる機構を具備したことを特徴とする。
また、請求項５の縦型熱処理装置は、前記筐体の上部から取り入れた空気を清浄化しつつ、前記キャリアステージの後方から前方に向かい、この後、前記キャリアトランスファの配置部位および前記開口部近傍を通って下降して一旦底部に至り、しかる後、前記筐体の一側面から対向する側面に向けて前記上下動機構の配置部位を横方向に流れる清浄化気体流を形成する機構を具備したことを特徴とする。
（作用）
上記構成の本発明の縦型熱処理装置では、例えば、筐体の側面に設けられたメンテナンス用ドアに取り付けられた送風用ファンおよび塵埃除去用フィルタ等の機構により、筐体内の上下動機構（ボートエレベータ）の部位に、横方向（左右方向）に流れる清浄化気体流を形成する。
したがって、例えばボートエレベータの前方（筐体開口部側）にウエハ移載機構等を設けても、被処理物である半導体ウエハに対する塵埃の付着を確実に防止して歩留まりの向上を図ることができる。また、メンテナンス用ドアに送風用ファンおよび塵埃除去用フィルタを取り付けることにより、省スペース化およびメンテナンス性の向上を図ることができる。
さらに、請求項３の縦型熱処理装置では、筐体内の熱処理炉の側方に、複数のカセットを収容可能に構成されたキャリアステージが設けられている。そして、キャリアトランスファにより、カセットを搬送し、トランスファにより、カセットとボートとの間で被処理物（例えば半導体ウエハ）を移載して処理を実施するよう構成されている。
すなわち、従来の縦型熱処理装置において、筐体内の熱処理炉の側方は、空き空間となる場所であるが、ここにキャリアステージを設けることにより、省スペース化を図ることができる。特に、８インチウエハ等大口径対応の装置の場合、キャリアステージ等も大型となるため、省スペース化の効果が顕著となる。
また、このキャリアステージを筐体内の上部に設けることにより、被処理物を筐体内の比較的清浄度の高いクリーンな環境に置くこととなり（筐体内下部は上部に較べて清浄度が低い）、被処理物に対する塵埃の付着を防止することができる。さらに、このキャリアステージに、送風用ファンおよび塵埃除去用フィルタ等からなり、キャリアステージ内に収容されたカセットに清浄化気体流を当てる機構を設けることにより、確実に塵埃の付着を防止することができる。
さらにまた、筐体の上部から取り入れた空気を清浄化しつつ、キャリアステージの後方から前方に向かい、この後、キャリアトランスファの配置位置および開口部近傍を通って下降して一旦底部に至り、しかる後、筐体の一側面から対向する側面に向けて上下動機構の配置位置を横方向に流れる清浄化気体流を形成することにより、各部を確実にクリーンな環境に保つことができる。
（実施例）
以下、本発明を８インチ径の半導体ウエハに対応することのできる縦型熱処理装置に適用した一実施例を図面を参照して説明する。
第２図に示すように、筐体１は、例えば鉄板等からほぼ矩形状に形成されており、その幅（Ｗ）は例えば100cm程度、奥行（Ｄ）は例えば200cm程度、高さ（Ｈ）は例えば280cm程度とされている。
上記筐体１の後側上部には、円筒状に形成された反応管およびこの反応管を囲繞する如く設けられた均熱管、ヒータ、断熱材等からなる熱処理炉２がほぼ垂直に設けられている。また、この筐体１内の熱処理炉２の下部には、被処理物である半導体ウエハ（図示せず）を載置されたウエハボート３を熱処理炉２内にロード・アンロードするための上下動機構（ボートエレベータ）４が設けられている。
一方、上記筐体１の前面には、図示しないドアを備えた開口部５が設けられており、ここから筐体１内に被処理物である半導体ウエハ（図示せず）を収容したウエハカセット６を搬入・搬出可能に構成されている。
すなわち、本実施例の場合、この開口部５には、一度に２つのウエハカセット６をほぼ水平な状態（半導体ウエハが垂直な状態）に載置可能に構成されたキャリアIOポート７が設けられており、キャリアIOポート７の後方には、ウエハカセット６を搬送するためのキャリアトランスファ８が設けられている。なお、キャリアIOポート７には、オリエンテーションフラットを利用してウエハカセット６内の半導体ウエハを所定方向に整列させるウエハ整列機構（図示せず）と、ウエハカセット６を回転させて水平−垂直変換する水平−垂直変換機構（図示せず）が設けられており、ウエハ整列機構によってウエハカセット６内の半導体ウエハを所定方向に整列させた後、水平−垂直変換機構によってウエハカセット６を垂直な状態（半導体ウエハが水平な状態）とし、しかる後このウエハカセット６をキャリアトランスファ８によって搬送するように構成されている。
また、上記キャリアトランスファ８の後方には、上部にキャリアステージ９、下部にトランスファステージ10が設けられており、トランスファステージ10の後方には半導体ウエハの移載を行うウエハトランスファ11が設けられている。このキャリアステージ９は、棚状に複数例えば８つのウエハカセット６を収容可能に構成されており、筐体１内に搬入されたウエハカセット６を一時的に収容するものである。一方、トランスファステージ10は、例えば２つのウエハカセット６を正確に位置決めした状態で収容可能に構成されており、このトランスファステージ10に収容したウエハカセット６と、ボートエレベータ４上に設けられたウエハボート３との間で、ウエハトランスファ11により半導体ウエハの移載を行うように構成されている。
さらに、第１図に示すように、筐体１のボートエレベータ４およびウエハトランスファ11側方（筐体１の前から見て左側）には、２つのメンテナンス用ドア12が設けられている。このメンテナンス用ドア12には、第３図に示すように、それぞれ送風用ファン13と、塵埃除去用フィルタ14が内蔵されており、下部から取り入れた空気を清浄化し、内側面ほぼ前面から清浄化空気を送出するよう構成されている。また、これらのメンテナンス用ドア12に対向する如く、筐体１の反対側（筐体１の前から見て右側）側部には、排気部15が設けられており、メンテナンス用ドア12から送られてきた気体流を、筐体１後部に排出（一部床下に再循環）するよう構成されている。
そして、第１図に矢印で示すように、筐体１の天井部開口16から筐体１内に取り込んだ空気を、上部から下部に向けて、キャリアステージ９、キャリアトランスファ８、キャリアIOポート７の順で通過させ、一旦床下部に取り込んだ後、ボートエレベータ４、ウエハトランスファ11およびトランスファステージ10を通過させる如く、メンテナンス用ドア12から排気部15に向かう（筐体１の前から見て左から右に向かう）清浄化気体流を形成するよう構成されている。
なお、キャリアステージ９、キャリアトランスファ８、キャリアIOポート７には、図示しない送風用ファンおよび塵埃除去用フィルタ等が設けられており、これらの部位にそれぞれ清浄化気体流を形成し、半導体ウエハに塵埃が付着することを防止するように構成されている。
次に、上記構成の本実施例の縦型熱処理装置の動作について説明する。
予め、実施する処理に応じて熱処理炉２を所定温度に設定しておくとともに、メンテナンス用ドア12に設けられた送風用ファン13および各部に設けられた送風用ファンを駆動し、筐体１内に第１図に矢印で示したような清浄化気体流を形成しておく。そして、被処理物として例えば直径８インチ（20cm）の半導体ウエハを複数（例えば25枚）収容したウエハカセット６を、例えば搬送ロボット等により２つずつキャリアIOポート７の所定位置に載置する。
すると、縦型熱処理装置は、図示しないウエハ整列機構により、ウエハカセット６内の半導体ウエハを所定方向に整列させ、この後、図示しない水平−垂直変換機構によってウエハカセット６を後ろ向きに垂直な状態（半導体ウエハが水平な状態）とする。そして、このウエハカセット６をキャリアトランスファ８によって搬送し、キャリアステージ９に収容する。このような動作を繰り返して、所望数のウエハカセット６をキャリアステージ９に収容する。
しかる後、順次キャリアステージ９のウエハカセット６をトランスファステージ10に移動し、ウエハトランスファ11によりこのウエハカセット６内の半導体ウエハをボートエレベータ４上に設けられたウエハボート３に移載する。
そして、所望枚数（例えば100枚以上）の半導体ウエハの移載が終了すると、ボートエレベータ４を上昇させて、ウエハボート３を熱処理炉２内にロードし、所定時間、所定温度、所定雰囲気で所望の熱処理を実施し、処理が終了すると、上記手順と反対の手順で処理済の半導体ウエハをアンロードする。
このように、本実施例の縦型熱処理装置では、上記一連の処理中、被処理物である半導体ウエハが位置する各部位、すなわち、キャリアステージ９、キャリアトランスファ８、キャリアIO ポート７、ボートエレベータ４、ウエハトランスファ11およびトランスファステージ10の部位に、清浄化気体流を形成する。
特に、筐体１の下部においては、メンテナンス用ドア12に設けられた送風用ファン13および塵埃除去用フィルタ14により、筐体１内のボートエレベータ４、ウエハトランスファ11およびトランスファステージ10の部位に、横方向（筐体１の前から見て左から右）に流れる清浄化気体流を形成する。したがって、例えばこれらの部位に前後方向に清浄化気体流を形成する場合と異なり、それぞれの部位に設けられた半導体ウエハに塵埃除去用フィルタ14を通過した直後の清浄度の高い気体流を当てることができる。これにより、半導体ウエハに塵埃が付着することを確実に防止して歩留まりの向上を図ることができる。
つまり、例えばこれらの部位に前後方向に清浄化気体流を形成すると、例えば、ボートエレベータ４を通過した気体が、次にウエハトランスファ11を通過し、この後トランスファステージ10を通過することになり、下流側（この場合ウエハトランスファ11）に設けられた半導体ウエハには、塵埃を含んだ清浄度の低い気体流が当たることになり、半導体ウエハに塵埃が付着する可能性が生じる。
また、送風用ファン13および塵埃除去用フィルタ14をメンテナンス用ドア12内に設けたので、これらの機器の設置スペースを別途設ける必要がなく、省スペース化を図ることができる。
なお、メンテナンス用ドア12に塵埃除去用フィルタ14のみを設け、送風用ファン13を筐体１の下部に設けることも考えられるが、このように構成すると、送風用ファン13とメンテナンス用ドア12との気体流路の接続部において、漏れの発生する可能性が生じるので、本実施例の如く送風用ファン13および塵埃除去用フィルタ14を一体的にメンテナンス用ドア12内に設けることが好ましい。また、本実施例では、メンテナンス用ドア12を２つ設けたが、これは、１つのメンテナンス用ドア12の大きさを小さく抑え、ドア開閉に必要とする筐体１の側方の空き空間を少なくするためである。つまり、例えば大きなメンテナンス用ドアを１つ設けると、このドアを開閉するために、筐体１の側方におおきなスペースが必要となり、大きなデッドスペースが生じてしまうためである。
さらに、これらのメンテナンス用ドア12により、筐体１の側方から、例えば筐体１内のボートエレベータ４、ウエハトランスファ11、トランスファステージ 10等にアクセスできるので、メンテナンス性の向上を図ることができる。特に本実施例の縦型熱処理装置においては、８インチの半導体ウエハに対応するためと、筐体１内の前後方向にボートエレベータ４、ウエハトランスファ11を並べて配列してあるために、筐体１の奥行が長くなり、例えば筐体１の後方にメンテナンス用ドア等を設けると、ウエハトランスファ11等に対するメンテナンス性が著しく悪化する。ところが、メンテナンス用ドア12により、ウエハトランスファ11等に側方からアクセスできるので、これらに対するメンテナンス性を確保することができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の縦型熱処理装置によれば、被処理物に対する塵埃の付着を確実に防止して歩留まりの向上を図ることができるとともに、省スペース化およびメンテナンス性の向上を図ることができる。 |
