(57)【要約】    【課題】  ボートエレベータを具備した基板処理装置に於いて、炉芯に対してボート中心がずれることを防止した。    【解決手段】  ボート４に保持された基板を収納する処理室６と、該処理室の下側に連設される予備室９と、前記ボートを支持し、前記処理室を閉塞する炉口蓋２２と、該炉口蓋を支持するアーム２１と、該アームを昇降軸を介して昇降させるボートエレベータ１０と、前記予備室内に前記アームの位置ズレを防止する位置ズレ防止機構２５を設けた。    【選択図】          図１
2005259752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボートに保持された基板を収納する処理室と、該処理室の下側に連設される予備室と、前記ボートを支持し、前記処理室を閉塞する炉口蓋と、該炉口蓋を支持するアームと、該アームを昇降軸を介して昇降させるボートエレベータと、前記予備室内に前記アームの位置ズレを防止する位置ズレ防止機構を設けたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリコンウェーハ等の基板に酸化膜等の薄膜の生成、不純物の拡散、アニール、或はエッチング等の処理を行い、ＩＣ等の半導体装置を製造する基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置の１つに、縦型処理炉を有するバッチ式の基板処理装置がある。斯かる基板処理装置では基板（以下ウェーハ）が保持具（以下ボート）により処理炉内で水平姿勢で多段に保持され、処理される。又、処理炉の下側に気密な予備室が設けられ、該予備室からウェーハを保持したボートをボートエレベータにより前記処理炉に装入し、処理後はボートエレベータにより処理炉から前記予備室に引出している。斯かる基板処理装置ではボートエレベータを具備し、該ボートエレベータにより前記ボートを処理炉に装入、引出しする様になっている。
【０００３】
予備室、ボートエレベータを具備した従来の縦型基板処理装置としては、特許文献１に示されるものがある。
【０００４】
該従来の基板処理装置では、ボートエレベータの駆動機構は予備室の外側に設けられ、前記駆動機構は吊下げシャフトを介してアームを昇降可能に支持し、該アームに前記ボートが載置される様になっている。
【０００５】
図６は、アーム１と、該アーム１を支持する昇降軸２、前記アーム１に設けられた炉口蓋３に載置されたボート４を示しており、前記昇降軸２は上端をボートエレベータの駆動機構（図示せず）に支持されている。
【０００６】
前記昇降軸２は上端部で片持支持され、前記アーム１は前記昇降軸２の下端部に固定されている構造であるので、前記アーム１にボート４を載置すると、該ボート４の重量で図６中時計方向の曲げモーメントが発生し、前記昇降軸２に曲げモーメントが作用する。この為、該昇降軸２が撓み、前記ボート４の中心と処理炉の炉芯との間でズレを生じてしまう。
【０００７】
特に、前記ボート４が処理炉に装入され、前記炉口蓋３が炉口部を閉塞する場合、気密性が要求されることから、前記炉口蓋３と炉口部間には所定の押圧力が与えられる。この為、前記昇降軸２には、前記ボート４の重量に加えて押圧力による曲げモーメントが発生し、より大きな撓みが発生する。この為、該ボート４の中心と処理炉の炉芯との間のズレもより大きくなってしまう。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２８９６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は斯かる実情に鑑み、ボートエレベータを具備した基板処理装置に於いて、炉芯に対してボート中心がずれることを防止したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ボートに保持された基板を収納する処理室と、該処理室の下側に連設される予備室と、前記ボートを支持し、前記処理室を閉塞する炉口蓋と、該炉口蓋を支持するアームと、該アームを昇降軸を介して昇降させるボートエレベータと、前記予備室内に前記アームの位置ズレを防止する位置ズレ防止機構を設けた基板処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ボートに保持された基板を収納する処理室と、該処理室の下側に連設される予備室と、前記ボートを支持し、前記処理室を閉塞する炉口蓋と、該炉口蓋を支持するアームと、該アームを昇降軸を介して昇降させるボートエレベータと、前記予備室内に前記アームの位置ズレを防止する位置ズレ防止機構を設けたので、ボート中心と炉芯間のズレを防止することができるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００１３】
図１〜図３に示す様に、処理炉５は、処理室６を画成する反応管７、該反応管７を囲繞するヒータユニット８から成り、前記反応管７の下方には予備室９が気密に連設されている。前記反応管７下端の炉口部２０は後述する炉口蓋２２によって気密に閉塞されると共にボート４の降下状態では図示しない炉口ゲートバルブによって気密に閉塞される様になっている。
【００１４】
前記予備室９の上面にはボートエレベータ１０が設けられ、前記予備室９内に収納されたボート４を昇降する様になっている。
【００１５】
前記ボートエレベータ１０について説明する。
【００１６】
駆動部ボックス１１が設けられ、該駆動部ボックス１１には減速機を備えた昇降モータ１２が収納されている。
【００１７】
前記駆動部ボックス１１の上面に下基板１３が設けられ、該下基板１３に立設したガイドシャフト１４の上端に上基板１５が設けられている。前記下基板１３と上基板１５間に掛渡って立設されたボール螺子１６が回転自在に設けられ、該ボール螺子１６は前記昇降モータ１２により回転される。前記ガイドシャフト１４には昇降ブロック１７が昇降自在に嵌合し、該昇降ブロック１７は前記ボール螺子１６に螺合している。
【００１８】
前記昇降ブロック１７にブラケット１８が設けられ、該ブラケット１８に気密な中空構造の昇降軸１９が前記予備室９の天板を遊貫して垂直下方に延出する様取付けられ、前記昇降軸１９の下端にアーム２１が取付けられている。該アーム２１は水平に延び、先端部には前記反応管７の炉口部を気密に閉塞する炉口蓋２２が取付けられ、該炉口蓋２２には前記ボート４が載置される。
【００１９】
前記昇降軸１９の貫通部は該昇降軸１９の昇降動に対して接触することがない様充分な余裕があり、又前記予備室９と前記ブラケット１８間には前記昇降軸１９の前記予備室９から突出する部分を覆うベローズ２４が気密に設けられ、該ベローズ２４は前記昇降ブロック１７の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、前記ベローズ２４の内径は前記昇降軸１９の外形に比べ充分に大きく前記ベローズ２４の伸縮で接触することがない様になっている。
【００２０】
前記アーム２１は気密な中空構造となっており、該アーム２１内にボート回転手段（図示せず）が設けられ、該ボート回転手段は前記炉口蓋２２を貫通するボート回転軸を有しており、該ボート回転軸を介して前記ボート４を回転可能となっている。
【００２１】
前記ボート回転手段に対する給電用のケーブル、駆動制御用のケーブルは前記昇降軸１９を通して配線されている。又、前記炉口蓋２２、前記ボート回転手段のシールを冷却する為の冷却流路（図示せず）が形成されており、該冷却流路に冷却水を循環する為の冷却水配管（図示せず）も前記昇降軸１９内を通して配管されている。尚、前記冷却水配管はウェーハに対して金属汚染等汚染を起こさない金属等の材質が採用されている。
【００２２】
前記アーム２１は前記ボール螺子１６が回転されることで前記昇降軸１９を介して前記予備室９内で昇降し、前記アーム２１の一端にはローラ２６が回転自在に設けられ、前記予備室９の内壁面には前記ローラ２６の昇降の軌跡と平行にガイドレール２７が取付けられ、前記ローラ２６は前記ガイドレール２７を転動しつつ前記アーム２１と一体に昇降する。前記ガイドレール２７は前記予備室９に取付けられているので、該予備室９に等しい剛性を有している。
【００２３】
前記ガイドレール２７及びローラ２６は、位置ズレ防止機構２５を構成し、前記ローラ２６即ち前記アーム２１の水平方向の変位を拘束する。
【００２４】
前記予備室９の側壁には、基板搬送口２８が設けられ、該基板搬送口２８を介して図示しない基板移載機により、前記ボート４に対してウェーハの移載、前記ボート４からウェーハの払出しが行われる。又、前記基板搬送口２８はゲートバルブ２９によって気密に閉塞される。
【００２５】
前記ボート４には該ボート４の降下状態で、前記予備室９の前記基板搬送口２８から図示しない基板移載機によりウェーハが前記ボート４に移載される様になっている。
【００２６】
ウェーハを処理する場合は、前記予備室９内を真空、或は不活性ガス雰囲気とし、図示しない炉口ゲートバルブを開き、前記昇降モータ１２を駆動することで、前記ボートエレベータ１０により前記ボート４が前記処理室６に装入される。即ち、前記昇降モータ１２により前記ボール螺子１６が回転され、前記昇降ブロック１７が上昇し、前記昇降軸１９を介して前記アーム２１が上昇し、ウェーハを保持した前記ボート４が上昇され、前記処理室６に前記ボート４が装入される。
【００２７】
該ボート４が前記処理室６に完全に装入されると、前記炉口部２０は前記炉口蓋２２により気密に閉塞される。
【００２８】
前記処理室６が前記ヒータユニット８により加熱され、前記処理室６に図示しないガス供給手段、ガス排気手段により反応ガスを導入しつつ、排気させて前記ウェーハに所要の処理がなされる。処理が行われている間、図示しない前記ボート回転手段により前記ボート４が回転される。該ボート４の回転により前記ウェーハ面内での処理状態が均一化する。
【００２９】
処理が完了すると、前記ボートエレベータ１０により前記ボート４が前記予備室９に降下され、前記炉口部２０が図示しない炉口ゲートバルブで閉塞される。前記予備室９内がガスパージされ、所要の雰囲気となったところで前記ゲートバルブ２９が前記基板搬送口２８を開き、図示しない基板移載機により処理済のウェーハが搬出される。全ての処理済ウェーハが搬出された後、未処理ウェーハが再び前記ボート４に移載され、処理が繰返される。
【００３０】
次に、前記位置ズレ防止機構２５について説明する。
【００３１】
前記炉口蓋２２にボート４が載置され、更に該ボート４にウェーハが移載されると、ボート４及びウェーハの自重により前記昇降軸１９の下端に曲げモーメントが作用する。該曲げモーメントは、前記昇降軸１９を撓ませ、水平方向の変位を発生させるが、前記ローラ２６が前記ガイドレール２７に当接しており、前記ローラ２６の水平方向の変位が拘束されており、前記曲げモーメントによる水平方向の変位は発生しない。
【００３２】
又、前記ボート４の中心と前記反応管７の中心との間でのズレを抑制する。前記アーム２１の昇降の全行程に於いて、前記ローラ２６が前記ガイドレール２７に当接し、前記ボート４の芯ズレが昇降の全行程に於いて抑制される。
【００３３】
該ボート４の行程下端で該ボート４の芯ズレが抑制されることで、ボート４へのウェーハの移載、払出し時のボートの位置精度が向上し、又前記ボート４の行程上端で前記炉口蓋２２にシール圧が負荷された場合の前記ボート４と前記反応管７間の芯ズレが抑制される。
【００３４】
図４は第２の実施の形態を示しており、該第２の実施の形態では、前記ガイドレール２７を前記アーム２１の全行程ではなく、行程下部、行程上部に部分的にガイドレール２７ａ，２７ｂを設けたものであり、前記アーム２１の行程下部、行程上部で前記ローラ２６が前記ガイドレール２７ａ，２７ｂに当接して、前記アーム２１の水平変位が拘束される様にしてある。尚、前記ガイドレール２７ａ，２７ｂに前記ローラ２６が円滑に乗移れる様に、角部はテーパ或は曲面とされている。
【００３５】
前記ボート４の芯ズレが影響するのは、降下されたボート４にウェーハを移載、払出しする場合と、前記ボート４を前記反応管７に装入した状態であり、少なくとも上下の部分で前記ローラ２６が前記ガイドレール２７ａ，２７ｂに当接して前記ボート４の芯ズレが抑制されればよい。
【００３６】
図５は第３の実施の形態を示しており、一番芯ズレが大きく現れる前記アーム２１の行程上部にのみ前記ガイドレール２７ａが設けられたものである。
【００３７】
上記実施の形態で、ガイドレール２７は前記予備室９の内壁に取付けられたが、ガイドレールが前記昇降軸１９の撓みを抑制するに充分な剛性を有するか、或は剛性を有する構造を持っていればよい。
【００３８】
（付記）
尚、本発明は以下の実施の態様を含む。
【００３９】
（付記１）基板をボートに保持し収納する処理室と、該処理室の下側に配置され隣接する予備室と、前記処理室を蓋する炉口蓋と、該炉口蓋を支持するアームと、該アームと連結し、前記炉口蓋及び前記ボートを昇降させるボートエレベータとを具備し、該ボートエレベータは前記予備室の外部に設けられ、前記ボートエレベータの昇降軸は前記予備室内に貫通する様に設けられ、該予備室内に前記アームの位置ズレ防止機構を設けることを特徴とする基板処理装置。
【００４０】
（付記２）基板をボートに保持し収納する処理室と、該処理室の下側に配置され隣接する予備室と、前記処理室を蓋する炉口蓋と、該炉口蓋を支持するアームと、該アームと連結し、前記炉口蓋及び前記ボートを昇降させるボートエレベータとを具備し、該ボートエレベータは前記予備室の外部に設けられ、前記ボートエレベータの昇降軸は前記予備室内に貫通する様に設けられ、前記炉口蓋が蓋する位置にて前記アームが位置ズレしない様位置ズレ防止機構を設けることを特徴とする基板処理装置。
【００４１】
（付記３）基板をボートに保持し収納する処理室と、該処理室の下側に配置され隣接する予備室と、前記処理室を蓋する炉口蓋と、該炉口蓋を支持するアームと、該アームと連結し、前記炉口蓋及び前記ボートを昇降させるボートエレベータとを具備し、該ボートエレベータは前記予備室の外部に設けられ、前記ボートエレベータの昇降軸は前記予備室内に貫通する様に設けられ、前記昇降軸が前記ボートエレベータの本体に対し最も伸びる位置にて前記アームが位置ズレしない様位置ズレ防止機構を設けることを特徴とする基板処理装置。
【００４２】
（付記４）前記位置ズレ防止機構は、前記昇降軸に対し平行な支え部を有する付記１〜付記３の基板処理装置。
【００４３】
（付記５）前記位置ズレ防止機構は、前記アームに設けられた転がり部を有する付記１〜付記３の基板処理装置。
【００４４】
（付記６）基板をボートに保持し収納する処理室と、該処理室内を加熱する加熱手段と、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記処理室内を排気する排気手段と、前記処理室の下側に配置され隣接する予備室と、前記処理室を蓋する炉口蓋と、該炉口蓋を支持するアームと、該アームと昇降軸とが連結し、前記アームと共に前記昇降軸を昇降させるボートエレベータと、前記予備室内に前記アームの位置ズレ防止機構とを有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記位置ズレ防止機構に支えられたアームに前記炉口蓋を介し支持された前記ボートに前記基板を移載する工程と、該基板を保持しつつ前記ボートを上昇させる工程と、前記炉口蓋が前記処理室迄到達し前記ボートを前記処理室内に収納する工程と、該処理室内を前記加熱手段により加熱する工程と、前記処理室内に前記ガス供給手段により処理ガスを供給する工程と、前記処理室内を前記排気手段により排気する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略立断面図である。
【図２】該実施の形態に於けるボートエレベータの部分側面図である。
【図３】該実施の形態に於ける位置ズレ防止機構の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す概略立断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す概略立断面図である。
【図６】従来例の説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
４              ボート
５              処理炉
６              処理室
９              予備室
１０            ボートエレベータ
１１            駆動部ボックス
１２            昇降モータ
１９            昇降軸
２１            アーム
２２            炉口蓋
２５            位置ズレ防止機構
２６            ローラ
２７            ガイドレール
【図１】
2005259752.tif 000003
【図２】
2005259752.tif 000004
【図３】
2005259752.tif 000005
【図４】
2005259752.tif 000006
【図５】
2005259752.tif 000007
【図６】
2005259752.tif 000008