JPH0462859A

JPH0462859A - 搬送装置および熱処理装置

Info

Publication number: JPH0462859A
Application number: JP16588990A
Authority: JP
Inventors: Makoto Chimura; 千村　信; Nobuo Ito; 伊藤　信男; Osamu Kobayashi; 修小林; Hisashi Kajiwara; 梶原　久之; Kazuyuki Ueda; 上田　和之
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1992-02-27

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〕本発明は、搬送技術および熱処理技術に関し、特に、半
導体基板の搬送および熱処理などに適用して有効な技術
に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体装置の製造工程では、半導体基板に対
する酸化膜、薄膜の形成や、アニール、拡散などの処理
を行う装置として、外部のヒータなどによって所望の温
度に加熱される炉心管の一端から、石英治具などに配列
された半導体基板を出し入れするようにした、いわゆる
拡散炉型の熱処理装置が知られている。

ところで、このような熱処理装置においては、設置面積
の低減および単位装置当たりの処理能力の向上を図るな
どの観点から、たとえば、はぼ水平な姿勢の複数本の炉
心管を互いに平行な姿勢で高さ方向に積み上げるように
設置するとともに、個々の炉心管に対する半導体基板の
出し入れは、各々の炉心管の一端側から軸方向に出入り
するように配置された複数の石英フォークなどからなる
ソフトランディング機構によって行わせることが一般的
である。

また、このような石英フォークと外部との間における、
半導体基板を保持した搬送治具の受け渡し動作は、炉心
管の配列方向である垂直方向および水平方向の二つの変
位を組み合わせて動作するエレベータ機構によって行わ
せている。

なお、このような半導体集積回路装置の製造分野におけ
る熱処理装置に関する従来技術としては、たとえば、特
開昭６１−７８８４６号公報に開示されるものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記の従来技術のような熱処理装置において
は、複数の炉心管の各々の軸方向は、組立時や、保守管
理のための分解組立時における誤差などによって、通常
は、ある範囲でばらついており、相互の平行度は必ずし
も高くないため、各々の炉心管に対して軸方向に出入り
する石英フォークの各々の軸方向を、対応する炉心管の
軸方向に一致するように個別に調整する必要があり、こ
の結果、たとえば、設置床に対して投影される複数の石
英フォークの軸方向は非平行状態となる。

このた於、個々の石英フォークに対して、半導体基板を
保持した治具の受け渡しを行うエレベータ機構が、単に
水平および垂直方向の変位を組み合わせた搬送動作を行
うだけの従来技術の場合には、ある特定の石英フォーク
の軸方向に合わせて搬送治具の姿勢を設定すると、当該
石英フォークと軸方向が非平行な他の石英フォークへの
受け渡し動作に際して、治具（半導体基板）の載置位置
のずれを生じることが避けられないという問題がある。

このことは、石英フォークからの治具の脱落や、治具に
保持された半導体基板と炉心管との衝突による損傷の原
因となり、装置の稼働率や半導体基板の、拡散、薄膜形
成その他の熱処理工程における歩留りの低下を招くなど
の問題となる。

また、このような不都合を回避するため、たとえば、石
英フォークの径寸法を小さくしたり、炉心管の径を大き
めにするなどして、当該石英フォークの軸芯のずれによ
る炉心管との衝突や接触を回避することが考えられるが
、この場合には、石英フォークの強度が低下したり、炉
心管の径寸法の変化によって処理条件が変化するなど、
他の間題を生じてしまう。

そこで、本発明の目的は、被搬送物を受け渡す対象物の
姿勢のばらつきに影響されることなく、被搬送物の受け
渡しを的確に行うことが可能な搬送装置を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、複数の炉心管およびそれに対応し
て設けられたソフトランディング機構の各々の姿勢のば
らつきなどに影響されることなく、外部との間における
被処理物の受け入れおよび払い出し動作を的確に遂行す
ることが可能な熱処理装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明になる搬送装置は、垂直方向に移動す
る第１の移動機構と、この第１の移動機構に支持され、
水平方向に移動する第２の移動機構の変位を組み合わせ
ることにより、第２の移動機構に支持された被搬送物の
対象物に対する受け渡し動作を行う搬送装置であって、
被搬送物の向きを、水平面内および垂直面内の少なくと
も一方において可変に制御する角度補正機構を設けたも
のである。

また、本発明になる熱処理装置は、内部を所望の温度に
加熱可能な複数の炉心管と、この複数の炉心管の各々に
対応して設けられ、個々の炉心管の一端を通じて当該炉
心管に対して、被処理物の搬入・搬出動作を行う複数の
ソフトランディング機構とを備えた熱処理装置であって
、炉心管内において所望の処理を施される被処理物のソ
フトランデインク機構に対する受け渡し動作を、請求項
１記載の搬送装置を用いて行うようにしたものである。

〔作用〕

上記した本発明になる搬送装置によれば、たとえば被搬
送物を受け渡す複数の対象物の各々の軸方向などにばら
つきがある場合でも、角度調整機構による被搬送物の回
動動作によって、当該被搬送物の向きを、第１および第
２の移動機構によって定まる所定の姿勢から、個々の対
象物の各々の軸方向に適合するように随意に変化させる
ことができるので、被搬送物を受け渡す対象物の姿勢の
ばらつきに影響されることなく、被搬送物の受け渡しを
的確に行うことが可能となる。

また、本発明になる熱処理装置によれば、請求項１記載
の搬送装置によって、外部とソフトランディング機構と
の間における被処理物の受け渡しを行うので、個々の炉
心管の軸方向に応じて各々に対応する複数のソフトラン
ディング機構の各々の軸方向にばらつきがある場合でも
、角度調整機構を作動させることにより、被処理物の受
け渡しの対象となる個々のソフトランディング機構の軸
方向に適合するように、半導体基板を搭載した治具の長
手方向の向きなどを最適に調整することができる。

これにより、複数の炉心管およびそれに対応して設けら
れたソフトランディング機構の各々の姿勢のばらつきな
どに影響されることなく、外部との間における被処理物
の受け入れおよび払い出し動作を的確に遂行することが
可能となる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例である搬
送装置およびそれを備えた熱処理装置の一例について詳
細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例である搬送装置の構成の一
例を示す斜視図であり、第２図は、この搬送装置が組み
込まれた熱処理装置の構成の一例を示す斜視図である。

なお本実施例では、熱処理装置の一例として、横型拡散
装置の場合について説明する。

本実施例の横型拡散装置は、ヒータチャンバ４０を備え
ており、このヒータチャンバ４０の内部には、たとえば
石英管からなる複数の炉心管４１炉心管４２．炉心管４
３が、相互に軸方向をほぼ平行にした水平な姿勢で、高
さ方向に所定のピッチで配列されている。

ヒータチャンバ４０における複数の炉心管４１〜炉心管
４３の開口端４１ａ、開口＠４２　ａ、開口端４３ａの
側には、当該開口端４１ａ〜開ロ端４３ａから外部に漏
れ出ようとする図示しない処理ガスなどを捕捉して回収
するスカベンジャ３１を介して、クリーンベンチ５１が
接続されている。

このクリーンベンチ５１には、複数の前記炉心管４１〜
４３の各々の開口端４１ａ〜４３ａを通じて当該炉心管
４１〜４３の各々の内部軸方向に挿入される複数の石英
フォーク１１１石英フォーク１２１石英フォーク１３を
備えたソフトランディング装置１０が設けられており、
クリーンベンチ５１の底部に配置された、マイクロコン
ピュータなどからなるソフトランディング制御機構１４
によって動作が制御される構造となっている。

複数の石英フォーク１１〜１３の先端部が位置するスカ
ベンジャ３１、すなわち炉心管４１〜４３の開口端４１
ａ〜４３ａの近傍には、搬送装置２０が設けられている
。

この搬送装置２０はヒータチャンバ４０の内部における
複数の炉心管４１〜４３の配列方向（高さ方向）に上下
動する昇降機構２３と、この昇降機構２３に支持され、
水平方向の移動動作を行う水平移動機構２２とを備えて
いる。

水平移動＠構２２にはテーブル２２ａが配置されており
、このテーブル２２ａの、前記石英フォーク１１〜１３
の長手方向における両端部には、はぼ平行に一対のエレ
ベータアーム２４が設けられている。

この一対のエレベータアーム２４の間には、たとえば複
数の半導体基板７１を長手方向に所望のピッチで整列状
態に保持した石英治具６１が保持されるようになってい
る。

すなわち、石英治具６１の長手方向の両端部には、一対
のフック部６２が設けられており、エレベータアーム２
４は、このフック部６２を介して、石英治具６１を吊り
下げるように保持することにより、複数の半導体基板７
１を搭載した当該石英治具６１の、複数の石英フォーク
１１〜１３の各々に対する、後述のような受け渡し動作
が行われる。

この場合、水平移動機構２２には、当該水平移動機構２
２に設けられている前記テーブル２２ａ１すなわち一対
の前記エレベータアーム２４を、回動軸２１ａを中心と
して、水平面内において所望の方向に所望の角度θだけ
回動させる動作を行う角度補正機構２１が設けられてい
る。

そして、この角度補正機構２１による一対のエレベータ
アーム２４　（テーブル２２ａ）の回動動作により、石
英治具６１の、複数の石英フォーク１１〜１３の各々に
対する受け渡し動作に際して、個々の石英フォーク１１
〜１３の軸方向１１ａ〜軸方向１３ａの基準軸方向Ｘに
対する角度θ１〜θ３のばらつきに応じて石英治具６１
の長手方向（半導体基板７１の配列方向）の向きを適合
させる動作を行うものである。

以下、本実施例の搬送装置２０およびそれを備えた拡散
装置の作用の一例について説明する。

まず、ヒータチャンバ４０における個々の炉心管４１〜
４３は、組立時の誤差や、保守管理時の分解組立作業を
繰り返すことなどによって、互いに軸方向が非平行状態
になっており、これに対応して、当該炉心管４１〜４３
の各々の軸方向に挿入される複数の石英フォーク１１〜
１３の軸方向１１２〜１３ａも、挿入動作を円滑に行う
べく、個別に調整される。

この結果、第１図に示されるように、複数の石英フォー
ク１１〜１３の軸方向１１ａ〜１３ａは、所定の基準軸
方向Ｘからそれぞれθ１．θ２．θ３だけずれた状態と
なっている。

そして、本実施例の拡散装置では、この複数の石英フォ
ーク１１〜１３の各々の軸方向１１８〜１３ａの基準軸
方向Ｘからのずれθ１．θ２．θ３は、たとえばソフト
ランディング制御機構１４に記憶される。

次に、外部からクリーンベンチ５１に到来する複数の半
導体基板７１を収載した石英治具６１を、このような状
態の石英フォーク１１〜１３の一つを用いて複数の炉心
管４１〜４３の一つに搬入して所望の処理を行う際の搬
送装置２０およびソフトランディング装置１０などの動
作の一例を示すと次のようになる。

まず、外部から到来する複数の半導体基板７１は、石英
治具６１に対して所定の整列状態に収載され、複数の半
導体基板７１を保持した石英治具６１は、両端部のフッ
ク部６２を介して搬送装置２０のエレベータアーム２４
に吊り下げられた状態に保持される。

次に、搬送装置２０を起動し、まず昇降機構２３によっ
て、水平移動機構２２を目的の、たとえば石英フォーク
１３の高さに上昇させて、停止させる。

そして、予めソフトランディング制御機構１４に記憶さ
れている、目的の石英フォーク１３の軸方向１３Ｈの基
準軸方向Ｘとのなす角度θ３を読み出し、その値に基づ
いて、適宜、角度補正機構２１を作動させることにより
、エレベータアーム２４に保持されている石英治具６１
の長手方向の向きが、目的の石英フォーク１３の軸方向
１３ａの基準軸方向Ｘからのずれθ３に適合するように
、すなわち、当該石英フォーク１３の軸方向１３ａと石
英治具６１の長手方向の向きとが平行になるように、エ
レベータアーム２４を支持するテーブル２２ａの回動角
度を調整する。

次に、水平移動機構２２を作動させ、当該水平移動機構
２２に保持されている石英治具６１を、目的の石英フォ
ーク１３の直上部に移動させた後、昇降機構２３によっ
て静かに降下させることにより、半導体基板７１を収載
した石英治具６１を石英フォーク１３に載置する。

この時、前述のように、目的の石英フォーク１３の軸方
向１３ａと、複数の半導体基板７１を収載した石英治具
６１の長手方向の向きとが、角度補正機構２１によって
平行に調整されているので、石英治具６１は、目的の石
英フォーク１３の上に、傾斜することなく安定な姿勢で
載置された状態となる。

その後、水平移動機構２２および昇降機構２３は前述の
動作と逆の動作を行うことにより、元の位置に退避する
とともに、ソフトランディング制御機構１４に受け渡し
動作の完了を報告する。

これを受けたソフトランディング制御機構１４は、ソフ
トランディング装置１０を作動させることにより、先端
部に石英治具６１を保持した石英フォーク１３を水平移
動させ、対応する開口端４３ａを通じて炉心管４３の内
部に挿入するが、この時、前述のように、石英治具６１
の半導体基板７１の配列方向の向きが石英フォーク１３
の軸方向１３ａと一致するように調整されているので、
石英治具６１や半導体基板７１などが炉心管４３の壁面
などに接触することなく、円滑に搬入動作が行われ、複
数の半導体基板７１を収載した石英治具６１は、炉心管
４３の内部の所定の位置に収容される。

そして、炉心管４３から石英フォーク１３を抜去した後
に、当該炉心管４３の内部を所定の温度およびガス雰囲
気にすることにより、内部の石英治具６１に収載されて
いる複数の半導体基板７１に対する所望の処理が行われ
、処理の完了後は、石英フォーク１３．水平移動機構２
２．昇降機構２３などによる前述の一連の動作と逆の動
作を行うことにより、石英治具６１に保持された処理済
みの複数の半導体基板７１が炉心管４３から取り出され
、外部に払い出される。

このように、本実施例の搬送装置２０およびそれを備え
た拡散装置によれば、複数の炉心管４１〜４３の各々の
軸方向が、保守管理時における分解組立の誤差などに起
因して軸方向のばらつきを生じ、当該炉心管４１〜４３
の各々に対応して設けられた複数の石英フォーク１１〜
１３の軸方向１１２〜１３ａにばらつきがある場合でも
、個々の石英フォーク１１〜１３の各々に対する石英治
具６１の受け渡しに際して、角度補正機構２１によって
、当該石英フォーク１１〜１３の各々の軸方向１１ａ〜
１３ａに適合するように石英治具６１の向きをその都度
調整することができる。

これにより、複数の石英フォーク１１〜１３と搬送装置
２０との間における石英治具６１の受け渡し動作を、個
々の石英フォーク１１〜１３の軸方向１１ａ〜１３ａの
ばらつきなどに影響される１にとなく、的確に行うことができる。

この結果、拡散装置と、外部との間における複数の半導
体基板７１などの受け入れおよび払い出し動作を的確に
遂行することができる。

また、炉心管４１〜４３の各々の軸方向のばらつきを吸
収すべく、石英フォーク１１〜１３の径寸法を小さくし
たり、炉心管４１〜４３の内径を必要以上に大きくする
などの対策が不要であり、炉心管４１〜４３の内径を必
要以上に大きくすることなどに起因して、半導体基板７
１に対する処理条件が変動し、当該半導体基板７１に形
成される半導体集積回路装置の特性が変動するなどの不
都合を生じることもない。

なお、上記の実施例中の説明では、エレベータアーム２
４に保持された石英治具６１の向きの調整を、当該エレ
ベータアーム２４を支持するテーブル２２ａを回動させ
ることによって実現しているが、これに限らず、たとえ
ば、一対のエレベータアーム２４の各々の、長手方向に
おける直線的な変位を独立に制御可能にして、当該一対
のエレベータアーム２４に長手方向の両端部を保持され
た石英治具６１の向きを随意に調整するようにしてもよ
い。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されろも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、搬送装置や、熱処理装置の構成は、前記実施
例に例示したものに限定されない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明になる搬送装置によれば、垂直方向に
移動する第１の移動機構と、この第１の移動機構に支持
され、水平方向に移動する第２の移動機構の変位を組み
合わせることにより、前記第２の移動機構に支持された
被搬送物の対象物に対する受け渡し動作を行う搬送装置
であって、前記被搬送物の向きを、水平面内および垂直
面内の少なくとも一方において可変に制御する角度補正
機構を備えているので、たとえば被搬送物を受け渡す複
数の対象物の各々の軸方向などにばらつきがある場合で
も、角度調整機構による被搬送物の回動動作によって、
当該被搬送物の向きを、第１および第２の移動機構によ
って定まる姿勢から、個々の対象物の各々の軸方向に適
合するように随意に変化させることができ、被搬送物を
受け渡す対象物の姿勢のばらつきに影響されることなく
、被搬送物の受け渡しを的確に行うことが可能となる。

また、本発明になる熱処理装置によれば、内部を所望の
温度に加熱可能な複数の炉心管と、この複数の炉心管の
各々に対応して設けられ、個々の前記炉心管の一端を通
じて当該炉心管に対して、被処理物の搬入・搬出動作を
行う複数のソフトランディング機構とを備えた熱処理装
置であって、前記炉心管内において所望の処理を施され
る前記被処理物の前記ソフトランディング機構に対する
受け渡し動作を、請求項１記載の搬送装置を用いて行う
ようにしたので、個々の炉心管の軸方向に応じて各々に
対応する複数のソフトランディング機構の各々の軸方向
にばらつきがある場合でも、角度調整機構を作動させる
ことにより、被処理物の受け渡しの対象となる個々のソ
フトランディング機構の軸方向に適合するように、半導
体基板を搭載した治具の長手方向の向きなどを最適に調
整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である搬送装置の構成の一
例を示す斜視図、第２図は、この搬送装置が組み込まれた熱処理装置の構
成の一例を示す斜視図である。１０・・・ソフトランディング装置、１１〜１３・・・
石英フォーク、］、１ａ−１３ａ・・・軸方向、１４・
・・ソフトランディング制御機構、２０・・・搬送装置
、２１・・・角度補正機構、２１ａ・・・回動軸、２２
・・・水平移動機構、２２ａ・・・テーブル、２３・・
・昇降機構、２４・・・エレベータアーム、３１・・・
スカベンジャ、４０・・・ヒータチャンバ、４１．４２
４３・・・炉心管、４１ａ、４２ａ、４３ａ・・・開口
端、５１・・・クリーンベンチ、６１・・・石英治具、
６２・・・フック部、７１・・・半導体基板、Ｘ・・・
基準軸方向、θ・・・角度補正機構による石英治具の向
きの調整角度、θ１〜θ３・・・個々の石英フォークの
軸方向の基準軸方向Ｘからのばらつき角度。代理人　弁理士　筒　井　大　和

Claims

【特許請求の範囲】１、垂直方向に移動する第１の移動機構と、この第１の
移動機構に支持され、水平方向に移動する第２の移動機
構の変位を組み合わせることにより、前記第２の移動機
構に支持された被搬送物の対象物に対する受け渡し動作
を行う搬送装置であって、前記被搬送物の向きを、水平
面内および垂直面内の少なくとも一方において可変に制
御する角度補正機構を備えたことを特徴とする搬送装置
。２、前記被搬送物が、搬送治具と、この搬送治具に保持
された複数の半導体基板からなり、前記対象物が、所望
の温度の炉心管の一端を通じて前記被搬送物の当該炉心
管に対する搬入および搬出動作を行うソフトランディン
グ機構であることを特徴とする請求項１記載の搬送装置
。３、内部を所望の温度に加熱可能な複数の炉心管と、こ
の複数の炉心管の各々に対応して設けられ、個々の前記
炉心管の一端を通じて当該炉心管に対して、被処理物の
搬入・搬出動作を行う複数のソフトランディング機構と
を備えた熱処理装置であって、前記炉心管内において所
望の処理を施される前記被処理物の前記ソフトランディ
ング機構に対する受け渡し動作を、請求項１記載の搬送
装置を用いて行うようにしたことを特徴とする熱処理装
置。４、前記被処理物を、所望の温度およびガス雰囲気の前
記炉心管内に収容して、薄膜形成処理および拡散処理お
よびアニール処理およびこれら各処理の組み合わせから
なる処理の少なくとも一つを行うことを特徴とする請求
項３記載の熱処理装置。