JP2002100577A - Method and system for processing wafer - Google Patents
Method and system for processing waferInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はウエハ処理方法及び
ウエハ処理装置に係わり、特にウエハの温度を制御し
て、ウエハ上への成膜、アニール処理、エッチング処理
等の処理を行うウエハ処理方法及びウエハ処理装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer processing method and a wafer processing apparatus, and more particularly to a wafer processing method and a wafer processing method for controlling the temperature of a wafer to perform processing such as film formation, annealing, and etching on the wafer. The present invention relates to a wafer processing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】ウエハを一枚づつ処理する枚葉装置で
は、例えば、ウエハカセットに1ロット25枚のシリコ
ンウエハをセットし、ウエハを搬送ロボットにより処理
室まで搬送し、処理が終了したウエハを搬送ロボットに
より取り出し、カセットまで戻す工程を行っている。2. Description of the Related Art In a single wafer processing apparatus for processing wafers one by one, for example, 25 silicon wafers per lot are set in a wafer cassette, the wafers are transferred to a processing chamber by a transfer robot, and the processed wafers are processed. The process of taking out by the transfer robot and returning to the cassette is performed.
【0003】しかしながら、このような従来のウエハ処
理方法では、ロットを連続して処理する場合やロットと
ロットとの間が空いた場合等において、ヒータパワーを
一定にするような制御等をすると、処理が行われるウエ
ハの温度がウエハ間で異なる現象が生じるという問題が
あった。例えば、ウエハ上に成膜を行う場合は、ウエハ
上に成膜される膜の膜厚がウエハ間で変化するという現
象が生じる。また、エッチングの場合は、ウエハ上の被
エッチング材料のエッチング深さがウエハ間で異なると
いう現象が生ずる。このような現象が生ずると、ウエハ
間で処理及び品質のばらつきが生じ、ひいては歩留まり
の低下につながってしまう。However, in such a conventional wafer processing method, when the lot is continuously processed, or when there is a gap between the lots, a control is performed to keep the heater power constant. There is a problem that a phenomenon occurs in which the temperature of a wafer to be processed differs between wafers. For example, when a film is formed on a wafer, a phenomenon occurs in which the film thickness of the film formed on the wafer changes between wafers. Further, in the case of etching, a phenomenon occurs that the etching depth of the material to be etched on the wafer is different between the wafers. When such a phenomenon occurs, processing and quality are varied among wafers, which leads to a reduction in yield.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ウエハ処理方法では、ロットを連続して処理する場合や
ロットとロットとの間があいた場合に、処理が行われる
ウエハの温度がウエハ間で異なる現象が生じ、ウエハ間
で処理及び品質のばらつきが生じ、ひいては歩留まりの
低下につながってしまうという問題があった。As described above, in the conventional wafer processing method, when a lot is processed continuously or when there is a gap between lots, the temperature of the wafer to be processed is reduced. There is a problem in that different phenomena occur between the wafers, resulting in variations in processing and quality between wafers, and a reduction in yield.
【0005】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、ロット中のウエハ処理間隔或いはロット間
の処理間隔によらず、ウエハ温度が一定になるようにす
るウエハ処理方法及びウエハ処理装置を提供するもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a wafer processing method and a wafer processing method for keeping a wafer temperature constant irrespective of a wafer processing interval in a lot or a processing interval between lots. An apparatus is provided.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、本発明の第1は、処理室内にウエハを搬送する
工程と、前記処理室内で前記ウエハを加熱して当該ウエ
ハに対する処理を行う工程と、前記処理室外に前記ウエ
ハを搬送する工程とを備え、前記処理室内に前記ウエハ
が存在しないときにも前記処理室内において加熱を行
い、前記処理室内で前記ウエハを加熱するときの加熱パ
ワーを前記処理室内に前記ウエハが存在しないときの加
熱パワーよりも大きく制御することを特徴とするウエハ
処理方法を提供する。In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is a process of transferring a wafer into a processing chamber and heating the wafer in the processing chamber to perform processing on the wafer. And a step of transporting the wafer outside the processing chamber, wherein heating is performed in the processing chamber even when the wafer is not present in the processing chamber, and heating when the wafer is heated in the processing chamber. A wafer processing method is provided wherein the power is controlled to be larger than the heating power when the wafer does not exist in the processing chamber.
【0007】また、本発明の第2は、処理室内にウエハ
を搬送する工程と、前記処理室内で前記ウエハを加熱源
により加熱して当該ウエハに対する処理を行う工程と、
前記処理室外に前記ウエハを搬送する工程とを備え、前
記処理室内に前記ウェハが存在しないときに前記処理室
内において前記加熱源の温度制御を行い、前記処理室内
に前記ウエハが存在しないときの前記加熱源の温度を、
前記処理室内で前記ウエハを加熱するときの前記加熱源
の温度よりも高く制御することを特徴とするウエハ処理
方法を提供する。A second aspect of the present invention is a step of transferring a wafer into a processing chamber, a step of heating the wafer by a heating source in the processing chamber, and processing the wafer.
Transferring the wafer out of the processing chamber, performing temperature control of the heating source in the processing chamber when the wafer is not present in the processing chamber, and performing the temperature control when the wafer is not present in the processing chamber. The temperature of the heating source,
A wafer processing method is provided in which the temperature is controlled to be higher than the temperature of the heating source when the wafer is heated in the processing chamber.
【0008】本発明の第1及び第2において、前記ウエ
ハを加熱するときにフィードフォワード制御を行うこと
が望ましい。In the first and second aspects of the present invention, it is desirable to perform feedforward control when heating the wafer.
【0009】また、本発明の第3は、処理室内にウエハ
を搬送する工程と、前記処理室内で前記ウエハを加熱し
て当該ウエハに対する処理を行う工程と、前記処理室外
に前記ウエハを搬送する工程とを備え、前記ウエハのロ
ット中での処理順番により、当該ウエハの処理開始まで
の時間を変化させることを特徴とするウエハ処理方法を
提供する。A third aspect of the present invention is a step of transferring a wafer into the processing chamber, a step of heating the wafer in the processing chamber to perform processing on the wafer, and a step of transferring the wafer outside the processing chamber. And changing the time until the start of processing of the wafer according to the processing order of the wafer in a lot.
【0010】本発明の第3において、前記ウエハのロッ
ト処理間の間隔に応じて、ロットの最初のウエハの処理
開始までの時間を変化させることが望ましい。In a third aspect of the present invention, it is preferable that the time until the processing of the first wafer in the lot is started is changed according to the interval between the lot processing of the wafer.
【0011】また、本発明の第4は、処理室と、この処
理室内外にウエハを搬送するウエハ搬送機構と、前記処
理室内で処理される前記ウエハを加熱する加熱源とを備
え、前記加熱源は、前記処理室内に前記ウエハが存在し
ないときの加熱パワーが、前記処理室内で前記ウエハを
加熱するときの加熱パワーよりも高いことを特徴とする
ウエハ処理装置を提供する。A fourth aspect of the present invention includes a processing chamber, a wafer transfer mechanism for transferring a wafer into and out of the processing chamber, and a heating source for heating the wafer processed in the processing chamber. The source provides a wafer processing apparatus, wherein a heating power when the wafer is not present in the processing chamber is higher than a heating power when heating the wafer in the processing chamber.
【0012】また、本発明の第5は、処理室と、この処
理室内外にウエハを搬送するウエハ搬送機構と、前記処
理室内で処理される前記ウエハを加熱する加熱源とを備
え、前記加熱源は、前記処理室内に前記ウエハが存在し
ないときに前記処理室内において温度制御され、前記処
理室内に前記ウエハが存在しないときの前記加熱源の温
度が、前記処理室内で前記ウエハを加熱するときの前記
加熱源の温度よりも高く制御されることを特徴とするウ
エハ処理装置を提供する。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a processing chamber, a wafer transfer mechanism for transferring a wafer into and out of the processing chamber, and a heating source for heating the wafer processed in the processing chamber. The source is temperature-controlled in the processing chamber when the wafer is not present in the processing chamber, and the temperature of the heating source when the wafer is not present in the processing chamber heats the wafer in the processing chamber. Wherein the temperature is controlled to be higher than the temperature of the heating source.
【0013】上記した各発明において、前記処理には、
例えば、原料ガスを流して前記ウエハ上に薄膜を成長さ
せる工程や、前記ウエハをアニール処理する工程等が含
まれる。In each of the above-mentioned inventions, the processing includes:
For example, a step of flowing a source gas to grow a thin film on the wafer, a step of annealing the wafer, and the like are included.
【0014】ウエハ温度がロットの処理間隔等により変
化する現象は、ウエハが処理室内に存在する場合と存在
しない場合とで、加熱源からの放熱が変化し、ウエハが
存在しない場合は加熱源からの放熱量が多くなり、加熱
源の温度が低下する。そのために、ロットの処理の間隔
が空いた場合、加熱源の温度が低下してロットの最初の
数枚のウエハの処理温度が低下する。ウエハが処理室内
に存在しない場合の加熱源の加熱パワーを大きくするこ
とにより、ウエハが処理室に存在しない場合の加熱源の
温度の低下を防止でき、ロットの処理間隔等によらず、
ウエハ処理温度を一定にできる。The phenomenon in which the wafer temperature changes depending on the processing interval between lots depends on whether the wafer is present in the processing chamber or not, when the heat radiation from the heating source changes. Of the heat source increases, and the temperature of the heating source decreases. Therefore, when a lot processing interval is increased, the temperature of the heating source is reduced, and the processing temperature of the first few wafers in the lot is reduced. By increasing the heating power of the heating source when the wafer is not present in the processing chamber, it is possible to prevent a decrease in the temperature of the heating source when the wafer is not present in the processing chamber.
The wafer processing temperature can be kept constant.
【0015】加熱源の温度を制御している場合は、処理
室内にウエハが存在しない場合には、加熱源の設定温度
を高くすることにより同様の効果が得られる。When the temperature of the heating source is controlled, and when no wafer exists in the processing chamber, the same effect can be obtained by increasing the set temperature of the heating source.
【0016】ロットの最初の数枚の温度安定までの時間
を長くすることによっても、処理温度を一定にすること
ができる。The processing temperature can also be kept constant by lengthening the time required for the first few sheets of the lot to stabilize the temperature.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0018】図1は、本発明のウエハ処理装置のシステ
ム構成を示す概略図である。この図に示されるように、
搬送室1には第1の処理室2及び第2の処理室3がそれ
ぞれゲートバルブ6a及び6bを介して接続されてい
る。また、搬送室1にはウエハを装置外部から搬入する
ための第1のカセット室4及び第2のカセット室5がそ
れぞれゲートバルブ6c及び6dを介して接続されてい
る。FIG. 1 is a schematic diagram showing a system configuration of a wafer processing apparatus according to the present invention. As shown in this figure,
A first processing chamber 2 and a second processing chamber 3 are connected to the transfer chamber 1 via gate valves 6a and 6b, respectively. A first cassette chamber 4 and a second cassette chamber 5 for loading wafers from outside the apparatus are connected to the transfer chamber 1 via gate valves 6c and 6d, respectively.
【0019】搬送室1内にはロボットハンドを有するア
ーム機構7が設けられており、このアーム機構7により
ウエハが搬送室1を介して処理室2又は3とカセット室
4又は5との間を搬送される。なお、8は冷却台であ
り、処理の終わったウエハはアーム機構7により冷却台
8に搬送され、ウエハ温度が下げられる。An arm mechanism 7 having a robot hand is provided in the transfer chamber 1, and the arm mechanism 7 transfers a wafer between the processing chamber 2 or 3 and the cassette chamber 4 or 5 via the transfer chamber 1. Conveyed. Reference numeral 8 denotes a cooling table, and the processed wafer is transferred to the cooling table 8 by the arm mechanism 7 to lower the wafer temperature.
【0020】処理室2及び3、搬送室1、カセット室4
及び5、冷却台8が収納される部屋等、各部屋の状態
(部屋の扉の開閉状態、部屋内の温度等)は各種センサ
によりモニタされ、その状態に相当するデータが制御装
置9へ送られる(図1の点線)。一方、制御装置9から
も各部屋に対して制御信号が発せられ、各部屋の状態
(部屋の扉の開閉状態等)がコントロールされるように
なっている(図1の点線)。10は加熱源(ヒータ)用
電力ユニットであり、制御装置9からの制御信号を受け
て(図1の実線)、処理室2及び3の温度制御を行う構
成となっている。Processing chambers 2 and 3, transfer chamber 1, cassette chamber 4
And 5, the state of each room such as the room in which the cooling stand 8 is stored (opening / closing state of the room door, temperature in the room, etc.) is monitored by various sensors, and data corresponding to the state is transmitted to the control device 9. (Dotted line in FIG. 1). On the other hand, a control signal is also issued from the control device 9 to each room, and the state of each room (such as the open / closed state of the room door) is controlled (dotted line in FIG. 1). Reference numeral 10 denotes a power unit for a heating source (heater), which is configured to receive a control signal from the control device 9 (solid line in FIG. 1) and control the temperature of the processing chambers 2 and 3.
【0021】第1の処理室2及び第2の処理室3内に
は、第1のカセット室4又は第2のカセット室5、及び
搬送室1を介して外部から搬送されてきたウエハを保持
し、処理するためのウエハ処理機構が設置されている。
以下、このウエハ処理機構について説明する。In the first processing chamber 2 and the second processing chamber 3, wafers transferred from outside via the first cassette chamber 4 or the second cassette chamber 5 and the transfer chamber 1 are held. In addition, a wafer processing mechanism for processing is provided.
Hereinafter, the wafer processing mechanism will be described.
【0022】図5は、本発明の一実施形態に係る枚葉式
のウエハ処理機構の概略縦断面図である。図中31は処
理容器を示している。この処理容器31は実際には幾つ
かのパーツの組合せによって構成されているが、ここで
は図の簡単化を図るために一体に形成されているように
示されている。FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a single wafer processing mechanism according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 31 denotes a processing container. Although the processing container 31 is actually composed of a combination of several parts, it is shown here as being integrally formed for simplification of the drawing.
【0023】処理容器31内の上方には処理室32が形
成されており、処理室32の上壁11は石英板等の透明
部材で形成されている。そして、上壁11の上方には図
示しない放射温度計等が配置される。処理室32内で上
壁11に対向する位置には、石英等の耐熱性透明部材で
形成された整流板12が配置されている。A processing chamber 32 is formed above the processing chamber 31, and the upper wall 11 of the processing chamber 32 is formed of a transparent member such as a quartz plate. A radiation thermometer (not shown) is arranged above the upper wall 11. A rectifying plate 12 formed of a heat-resistant transparent member such as quartz is disposed at a position facing the upper wall 11 in the processing chamber 32.
【0024】整流板12の上面周縁部には環状の仕切板
13が配置されており、この仕切板13によって整流板
12と上壁11との間が原料ガス供給室14とパージガ
ス供給室15とに区画されている。原料ガス供給室14
は原料ガス導入口16を介して図示しない原料ガス供給
源に選択的に接続され、またパージガス供給室15はパ
ージガス導入口17を介して図示しないパージガス供給
源に選択的に接続される。An annular partition plate 13 is arranged at the peripheral edge of the upper surface of the flow straightening plate 12. The partition plate 13 provides a space between the straightening plate 12 and the upper wall 11 with a raw material gas supply chamber 14 and a purge gas supply chamber 15. Is divided into Source gas supply chamber 14
Is selectively connected to a source gas supply source (not shown) via a source gas inlet 16, and the purge gas supply chamber 15 is selectively connected to a purge gas supply source (not shown) via a purge gas inlet 17.
【0025】処理室32の側壁で上部位置には、後述す
る被処理基板(ウエハ)Sを処理室32へ出し入れする
ための搬入口18が設けられている。この搬入口18は
被処理基板Sを出し入れする期間以外は図示しないバル
ブによって閉じられている。処理室32の側壁で下部位
置には、処理室32内を通過した原料ガスおよびパージ
ガスを排出するための排気口19が周方向の複数箇所に
亘って形成されている。At the upper position on the side wall of the processing chamber 32, there is provided a carry-in port 18 through which a substrate (wafer) S, which will be described later, is inserted into and removed from the processing chamber 32. The carry-in port 18 is closed by a valve (not shown) except for a period during which the substrate S to be processed is taken in and out. At a lower position on the side wall of the processing chamber 32, exhaust ports 19 for discharging the source gas and the purge gas that have passed through the processing chamber 32 are formed at a plurality of locations in the circumferential direction.
【0026】処理室32内で中央部上方位置には被処理
基板Sを保持するための基板ホルダ20aが配置されて
いる。この基板ホルダ20aは、ガス発生量を抑え、か
つ高温雰囲気や腐食雰囲気に耐えさせるためにカーボン
系の材料によって形成されている。基板ホルダ20aの
周囲には遮熱筒27が配置されており、この遮熱筒27
は処理室2の内壁に固定されている。なお、29は加熱
源である電気ヒータ、65は均熱板、66は遮熱板、6
7は被処理基板Sの出し入れ時に被処理基板Sを突上げ
るためのピンである。A substrate holder 20a for holding the substrate S to be processed is arranged at a position above the center in the processing chamber 32. The substrate holder 20a is formed of a carbon-based material to suppress the amount of generated gas and to withstand a high-temperature atmosphere or a corrosive atmosphere. A heat shield cylinder 27 is arranged around the substrate holder 20a.
Is fixed to the inner wall of the processing chamber 2. 29 is an electric heater as a heating source, 65 is a soaking plate, 66 is a heat shield plate, 6
Reference numeral 7 denotes a pin for pushing up the substrate S when the substrate S is taken in and out.
【0027】図5の基板処理装置では、回転軸25dが
中空で、かつ下方に向かうにしたがって段階的に小径に
形成されている。すなわち、回転軸25dは、一端側が
基板ホルダ20aに接続されるとともに他端側が基板ホ
ルダ20aと同径で下方に向けて延びた軸要素75と、
この軸要素75より小径に形成されて一端側が軸要素7
5の下端に接続された軸要素76と、この軸要素76よ
り小径に形成されて一端側が軸要素76の下端に接続さ
れた軸要素77とで構成されている。In the substrate processing apparatus shown in FIG. 5, the rotating shaft 25d is hollow and has a gradually decreasing diameter as it goes downward. That is, the rotating shaft 25d has a shaft element 75 having one end connected to the substrate holder 20a and the other end extending downward with the same diameter as the substrate holder 20a.
The diameter of the shaft element 75 is smaller than that of the shaft element
The shaft element 76 includes a shaft element 76 connected to the lower end of the shaft element 5 and a shaft element 77 having a smaller diameter than the shaft element 76 and having one end connected to the lower end of the shaft element 76.
【0028】軸要素76の周囲には、この軸要素76と
の間に1mm程度の微小ギャップAを設けて冷却液流路
32´が対向配置されている。この冷却液流路32´に
は導入口33から25℃程度の冷却水が導入され、図示
しない排出口から排出される。Around the shaft element 76, a minute gap A of about 1 mm is provided between the shaft element 76 and the coolant flow path 32 'is arranged to face the shaft element 76. Cooling water of about 25 ° C. is introduced into the cooling liquid flow path 32 ′ from the inlet 33 and discharged from an outlet (not shown).
【0029】軸要素77の外周面と収容空間30の構成
壁内周面との間には回転軸25dを回転自在に支持する
ための球軸受78,79が設けてあり、これら球軸受7
8と球軸受79の間に回転軸25dに回転動力を与える
ためのモータ80が設けられている。また、収容空間3
0の上部壁には、収容空間30に侵入しようとするプロ
セスガスを押し出す形に水素,ヘリウム,窒素,アルゴ
ン,ネオン,酸素などパージガスを収容空間30に流す
ためのパージガス導入口50が形成されている。Between the outer peripheral surface of the shaft element 77 and the inner peripheral surface of the constituent wall of the housing space 30, ball bearings 78 and 79 for rotatably supporting the rotating shaft 25d are provided.
A motor 80 for applying rotational power to the rotating shaft 25d is provided between the motor 8 and the ball bearing 79. In addition, accommodation space 3
A purge gas inlet 50 for flowing a purge gas such as hydrogen, helium, nitrogen, argon, neon, or oxygen into the housing space 30 so as to push out a process gas to enter the housing space 30 is formed in the upper wall of the housing 0. I have.
【0030】処理容器1dの底部壁には開口81が形成
されており、この開口81を通して回転軸25d内に回
転軸25dとは非接触に保護筒82が差込まれている。
そして、突き上げピン67を操作するためロッド83、
電気ヒータ29に給電するためのリード線84,85、
測温用の熱電対86が保護筒82内を案内され、保護筒
82の下端開口部に装着された閉塞板87を気密に貫通
して外部に導かれている。An opening 81 is formed in the bottom wall of the processing vessel 1d, and a protection cylinder 82 is inserted through the opening 81 into the rotating shaft 25d without contact with the rotating shaft 25d.
And a rod 83 for operating the push-up pin 67;
Lead wires 84, 85 for supplying power to the electric heater 29,
A thermocouple 86 for temperature measurement is guided in the protective cylinder 82, and is guided to the outside through an airtight sealing plate 87 attached to the lower end opening of the protective cylinder 82.
【0031】基板ホルダ20aの基板載置部には圧力セ
ンサ(図示せず。)が設けられており、ウエハが基板ホ
ルダ20a上に載置されると、当該センサが作動し、ウ
エハが載置されたことを示すデータが制御装置9へ送ら
れる。なお、処理室2及び3の扉に圧力センサが取り付
けられていてもよく、この場合は、扉の開閉が行われた
際、扉が開閉されたことを示すデータが制御装置9へ送
られる。なお、圧力センサの代わりに、光センサ、電気
的なセンサ(例えば、ウエハの載置によって生ずるウエ
ハとの間の静電容量の変化や電気抵抗の変化に感応する
もの等)等、各種センサを用いることが可能である。A pressure sensor (not shown) is provided on the substrate mounting portion of the substrate holder 20a, and when the wafer is mounted on the substrate holder 20a, the sensor operates and the wafer is mounted. Data indicating that the operation has been performed is sent to the control device 9. Note that a pressure sensor may be attached to the doors of the processing chambers 2 and 3. In this case, when the door is opened and closed, data indicating that the door has been opened and closed is sent to the control device 9. Instead of the pressure sensor, various sensors such as an optical sensor and an electric sensor (for example, a sensor that responds to a change in capacitance or electric resistance between the wafer and a wafer caused by the mounting of the wafer) are used. It can be used.
【0032】次に、上述した本発明のウエハ処理装置を
用いてウエハ処理を行う方法について説明する。Next, a method of performing wafer processing using the above-described wafer processing apparatus of the present invention will be described.
【0033】まず、図1に示すウエハ処理装置のシステ
ムにおいて、第1のカセット室4又は第2のカセット室
5に外部から1ロット25枚のウエハをセットし、カセ
ット室4又は5のカセット出入り口を閉じた後、真空引
き、N2置換を行い、カセット室4又は5を搬送室1と
同じ圧力、例えば6.67×103PaのN2雰囲気にす
る。このとき、ゲートバルブ6c又は6dは閉じた状態
となっている。First, in the system of the wafer processing apparatus shown in FIG. 1, 25 wafers per lot are set from the outside in the first cassette chamber 4 or the second cassette chamber 5, and the cassette entrance / exit of the cassette chamber 4 or 5 is set. Is closed, the chamber is evacuated and replaced with N 2 , and the cassette chamber 4 or 5 is set to the same pressure as the transfer chamber 1, for example, an N 2 atmosphere of 6.67 × 10 3 Pa. At this time, the gate valve 6c or 6d is in a closed state.
【0034】搬送室1は第1の処理室2又は第2の処理
室3と同じ圧力、例えば6.67×103PaのN2雰囲
気に設定されている。ゲートバルブ6c又は6dが開け
られ、ロボットハンドを有するアーム機構7によりカセ
ット室4又は5からウエハが1枚ずつ搬送室1内に取り
出され、さらにこのウエハはゲートバルブ6a又は6b
を介して第1の処理室2又は第2の処理室3内へと運ば
れる。その後、ゲートバルブ6a又は6bは閉じられて
処理室2又は3内で処理が行われる。The transfer chamber 1 is set to the same pressure as the first processing chamber 2 or the second processing chamber 3, for example, an N 2 atmosphere of 6.67 × 10 3 Pa. The gate valve 6c or 6d is opened, and wafers are taken out one by one from the cassette chamber 4 or 5 into the transfer chamber 1 by the arm mechanism 7 having a robot hand.
Through the first processing chamber 2 or the second processing chamber 3. Thereafter, the gate valve 6a or 6b is closed and the processing is performed in the processing chamber 2 or 3.
【0035】処理室2又は3内の基板ホルダ20aは電
気ヒータ29により加熱されており、最初のロット処理
の際は、ウエハは処理室2又は3内に存在しない。上述
したようにウエハ(被処理基板S)を処理室2又は3内
に運び、図5に示される突き上げピン67により当該ウ
エハを突き上げた後、ロボットハンドが搬送室1内に戻
り、ゲートバルブ6a又は6bが閉まる。突き上げピン
67を下げて、上記ウエハを基板ホルダ20aに載せ、
所定の時間経過した後、処理を開始する。The substrate holder 20a in the processing chamber 2 or 3 is heated by the electric heater 29, and no wafer is present in the processing chamber 2 or 3 during the first lot processing. As described above, the wafer (substrate S to be processed) is carried into the processing chamber 2 or 3 and the wafer is pushed up by the push-up pins 67 shown in FIG. 5, and then the robot hand returns to the transfer chamber 1 and the gate valve 6a Or 6b closes. Lower the push-up pins 67, place the wafer on the substrate holder 20a,
After a predetermined time has elapsed, the processing is started.
【0036】処理が終了するとゲートバルブ6a又は6
bを開き、ウエハを突き上げピン67で突き上げ、ロボ
ットハンドを処理室に挿入し、ウエハ突き上げピン67
を下ろし、ロボットハンドにウエハを載せ、ウエハを搬
送室1に搬出し、次のウエハをセットする。ここで、次
のウエハは反対側の端のロボットハンドに予め搬送して
おいた。搬出されたウエハは冷却台8に搬送され、温度
を下げた後にカセット室4又は5へ戻される。このよう
な処理を連続的に行う。When the processing is completed, the gate valve 6a or 6
b, the wafer is pushed up by the push-up pins 67, and the robot hand is inserted into the processing chamber.
Is lowered, the wafer is placed on the robot hand, the wafer is carried out to the transfer chamber 1, and the next wafer is set. Here, the next wafer has been transported in advance to the robot hand at the opposite end. The unloaded wafer is transported to the cooling stand 8 and returned to the cassette chamber 4 or 5 after lowering the temperature. Such processing is performed continuously.
【0037】図2は、従来方式のロット処理においてロ
ット間隔が空いた場合のロット処理1枚目からの昇温プ
ロファイルを示す特性図である。従来は、例えばヒータ
パワーを一定にするような制御をしており、その場合は
図2に示すように、ウエハ間でウエハ温度の上がり方が
異なるという現象が生ずる。即ち、この場合には、ウエ
ハが処理室に存在しないときは、熱を遮断する役割をも
果たすウエハが基板ホルダに載置されていないため、加
熱部からの放熱量が大きくなり、加熱部の温度が低下す
る。ウエハが繰返し処理される毎に、ウエハが処理室に
存在しないときの加熱部における温度は上昇する傾向に
ある。したがって、最初の数枚のウエハは、処理のため
の所定温度まで到達するまでの時間が長くかかるように
なり、ウエハの処理枚数が増えるに従って、所定温度ま
での到達時間が短くなる現象が生ずる。以上のことか
ら、図2の点線で示される処理開始時刻におけるウエハ
温度が最初の数枚では同図に示すように他の場合より低
下していた。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a temperature rising profile from the first lot processing when a lot interval is left in the conventional lot processing. Conventionally, for example, control is performed to keep the heater power constant. In this case, as shown in FIG. 2, a phenomenon occurs in which the wafer temperature rises differently between the wafers. That is, in this case, when the wafer is not present in the processing chamber, the amount of heat released from the heating unit increases because the wafer that also serves to block heat is not placed on the substrate holder. The temperature drops. Each time a wafer is repeatedly processed, the temperature in the heating unit when the wafer is not present in the processing chamber tends to increase. Therefore, it takes a long time for the first few wafers to reach a predetermined temperature for processing, and a phenomenon occurs in which the time to reach the predetermined temperature becomes shorter as the number of processed wafers increases. From the above, the wafer temperature at the processing start time indicated by the dotted line in FIG. 2 was lower in the first few wafers than in the other cases as shown in FIG.
【0038】本発明では、処理室2又は3内の基板ホル
ダ20aにウエハが載置されていない場合に、ヒータの
パワーを最適値に設定することにより、ロット処理の最
初のウエハからウエハを所定温度に素早く設定すること
が可能である。図3は、本発明による加熱パワーの与え
方を示すタイムチャートであり、図4は、ウエハ処理枚
数と処理開始時のウエハ温度との関係を示す特性図であ
る。According to the present invention, when a wafer is not placed on the substrate holder 20a in the processing chamber 2 or 3, the power of the heater is set to an optimum value so that a predetermined number of wafers can be obtained from the first wafer in the lot processing. It is possible to quickly set the temperature. FIG. 3 is a time chart showing how to apply heating power according to the present invention, and FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of processed wafers and the wafer temperature at the start of processing.
【0039】図3に示すように、処理室2又は3内の基
板ホルダ20aにウエハが載置されていない時、即ちロ
ット処理前後の時間帯やウエハ交換時間帯に相当する時
には、制御装置9から加熱源(ヒータ)用電力ユニット
10へ加熱パワーの制御信号を出し、電力ユニット10
の作動により加熱パワーを高く設定する(例えば340
0W)。一方、ロット中のウエハが処理室2又は3内の
基板ホルダ20aに載置されており所定の処理を受けて
いる時には、制御装置9から電力ユニット10へ加熱パ
ワーの制御信号を出し、電力ユニット10の作動により
ウエハ載置時に比べて加熱パワーをより低く設定する
(例えば3100W)。As shown in FIG. 3, when a wafer is not placed on the substrate holder 20a in the processing chamber 2 or 3, that is, when the time period before and after the lot processing or the wafer replacement time period corresponds, the control unit 9 Sends a control signal of heating power to the power unit 10 for the heating source (heater),
To set the heating power high (for example, 340).
0W). On the other hand, when a wafer in the lot is placed on the substrate holder 20a in the processing chamber 2 or 3 and undergoes a predetermined process, a control signal of heating power is output from the control device 9 to the power unit 10, and the power unit By the operation of 10, the heating power is set lower (for example, 3100 W) than when the wafer is mounted.
【0040】このようにウエハが処理室2又は3内に存
在するか否かにより、電気ヒータ29の加熱パワーの大
きさを最適化することにより、図4の白丸で示すように
ロット処理の最初のウエハからウエハ温度を所定温度に
素早く設定することが可能である。黒丸は従来方式によ
るものであり、この場合はロット処理における最初の数
枚のウエハは、処理開始時において処理のための所定温
度には到達していない。このように、処理室にウエハが
存在しない場合に、加熱パワーをある最適なパワーに設
定するという単純な処理方法により、ウエハ間の温度の
均一性を向上させることが可能になり、ウエハ処理の均
一性を確保することが可能になる。As described above, by optimizing the magnitude of the heating power of the electric heater 29 depending on whether or not a wafer exists in the processing chamber 2 or 3, the initial processing of the lot processing as shown by a white circle in FIG. It is possible to quickly set the wafer temperature to a predetermined temperature from the first wafer. The solid circles indicate the conventional method. In this case, the first few wafers in the lot process have not reached the predetermined temperature for the process at the start of the process. As described above, when a wafer does not exist in the processing chamber, the uniformity of the temperature between the wafers can be improved by a simple processing method of setting the heating power to a certain optimum power. It is possible to ensure uniformity.
【0041】上記実施形態の場合、図5に示す熱電対8
6の温度設定を、ウエハが処理室2又は3内に存在しな
い場合に、ウエハ処理時の設定温度と異なる温度(例え
ば、ウエハ処理時の設定温度よりも高い温度)に設定し
ても同様の効果がある。In the case of the above embodiment, the thermocouple 8 shown in FIG.
Even when the temperature setting of 6 is set to a temperature different from the set temperature at the time of wafer processing (for example, a temperature higher than the set temperature at the time of wafer processing) when the wafer does not exist in the processing chamber 2 or 3, the same applies. effective.
【0042】また、放射温度計(図示せず。)により基
板ホルダ20aの温度をモニタし、基板ホルダ20aの
温度を制御することも可能であり、ウエハが処理室2又
は3内に存在しない場合に、ウエハ処理時の設定温度と
異なる温度(例えば、ウエハ処理時の設定温度よりも高
い温度)に設定しても良い。It is also possible to monitor the temperature of the substrate holder 20a by using a radiation thermometer (not shown) and control the temperature of the substrate holder 20a. If the wafer does not exist in the processing chamber 2 or 3, Alternatively, the temperature may be set to a temperature different from the set temperature during wafer processing (for example, a temperature higher than the set temperature during wafer processing).
【0043】また、図5に示されるように加熱源(ヒー
タ)29が分割されている場合は、分割されたゾーン毎
に加熱パワーを設定し、若しくはゾーン毎の温度を制御
することが可能である。通常、基板ホルダにウエハを設
置した後に昇温を開始すると、ウエハ面内の各点の温度
は必ずしも均一には上昇しない。ウエハ面内の各点の温
度が均一化するにはかなりの時間を要してしまう場合も
ある。上記の如く加熱源(ヒータ)を分割した構成であ
れば、ウエハが処理室2又は3内に存在しない場合の各
ゾーンの設定温度を、ウエハ処理時の各ゾーンの設定温
度と異なる温度(例えば、ウエハ周辺側の温度とウエハ
中心側の温度とを異なる温度に制御する。)に設定する
ことにより、ウエハ面内の各点の温度が均一化する時間
を短縮することが可能である。When the heating source (heater) 29 is divided as shown in FIG. 5, it is possible to set the heating power for each divided zone or to control the temperature for each zone. is there. Normally, when the temperature is increased after the wafer is placed on the substrate holder, the temperature at each point in the wafer surface does not always increase uniformly. In some cases, it takes a considerable amount of time to equalize the temperature at each point in the wafer surface. With the configuration in which the heating source (heater) is divided as described above, the set temperature of each zone when a wafer does not exist in the processing chamber 2 or 3 is different from the set temperature of each zone during wafer processing (for example, , The temperature on the wafer peripheral side and the temperature on the wafer center side are controlled to be different.), It is possible to shorten the time required for uniformizing the temperature at each point in the wafer surface.
【0044】さらにまた、ウエハが所定の温度になるま
での間の昇温時間を短縮するために、ウエハが基板ホル
ダ20aにセットされる前、図3の点線で示すように予
め決められた値に加熱部のパワーを増減させ、昇温時間
を短縮するようなフィードフォワード制御を行うことに
より、昇温時間を短縮させることが可能になる。Further, in order to shorten the time required for the wafer to reach a predetermined temperature, before the wafer is set on the substrate holder 20a, a predetermined value as shown by a dotted line in FIG. By increasing or decreasing the power of the heating unit and performing feedforward control to shorten the heating time, the heating time can be reduced.
【0045】また、ウエハのロット中での処理順番によ
り、当該ウエハの処理開始までの時間を変化させても良
い。例えば、ロット処理間隔にかかわらず、ロットの処
理枚数毎に、温度安定時間を変化させ、所定の温度に安
定した後に処理を開始しても良い。Further, the time until the processing of the wafer may be changed according to the processing order of the wafer in the lot. For example, irrespective of the lot processing interval, the temperature stabilization time may be changed for each number of processed lots, and the processing may be started after the temperature is stabilized at a predetermined temperature.
【0046】さらに、加熱部の温度低下は、ロット処理
の間隔の空き時間によるため、空き時間の長さに応じ
て、ロットの最初のウエハの処理開始までの時間を変化
させても良い。この場合、ロットの処理枚数毎に温度安
定時間を設定させても良い。Further, since the temperature drop of the heating unit depends on the idle time of the lot processing interval, the time until the processing of the first wafer in the lot may be changed according to the length of the idle time. In this case, the temperature stabilization time may be set for each number of processed lots.
【0047】さらにまた、ウエハの基板ホルダへのセッ
トの時期とウエハの加熱温度又は加熱パワーの変更の時
期との間、並びにウエハの基板ホルダからの脱離の時期
とウエハの加熱温度又は加熱パワーの変更の時期との間
は、適宜タイミングをずらして本発明を適用することも
可能である。Further, between the time when the wafer is set in the substrate holder and the time when the heating temperature or the heating power of the wafer is changed, and the time when the wafer is detached from the substrate holder and the heating temperature or the heating power of the wafer. It is also possible to apply the present invention by appropriately shifting the timing from the timing of the change.
【0048】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはない。例えば、本発明は冷却処理に対しても適用
することが可能である。例えば、一定温度にまで冷却し
てエッチングを行うエッチング処理に対しても本発明を
適用可能である。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the present invention can be applied to a cooling process. For example, the present invention can be applied to an etching process in which etching is performed by cooling to a certain temperature.
【0049】この場合は、処理室内にウエハを搬送する
工程と、前記処理室内で前記ウエハを冷却源により冷却
して当該ウエハに対する処理を行う工程と、前記処理室
外に前記ウエハを搬送する工程とを備え、前記処理室内
に前記ウエハが存在しないときにも前記処理室内におい
て前記冷却源により冷却を行い、前記処理室内に前記ウ
エハが存在しないときの前記冷却源の温度を、前記処理
室内で前記ウエハを冷却するときの前記冷却源の温度よ
りも低くするウエハ処理方法を用いることが可能であ
る。また、ウエハ処理装置としては、処理室と、この処
理室内外にウエハを搬送するウエハ搬送機構と、前記処
理室内で処理される前記ウエハを冷却する冷却源とを備
え、前記冷却源は、前記処理室内に前記ウエハが存在し
ないときにも前記処理室内において冷却を行い、前記処
理室内に前記ウエハが存在しないときの前記冷却源の温
度が、前記処理室内で前記ウエハを冷却するときの前記
冷却源の温度よりも低いことを特徴とするウエハ処理装
置を用いることが可能である。In this case, a step of transferring the wafer into the processing chamber, a step of cooling the wafer by a cooling source in the processing chamber to process the wafer, and a step of transferring the wafer out of the processing chamber. The cooling source performs cooling in the processing chamber even when the wafer is not present in the processing chamber, and sets the temperature of the cooling source when the wafer is not present in the processing chamber in the processing chamber. It is possible to use a wafer processing method of lowering the temperature of the cooling source when cooling the wafer. Further, the wafer processing apparatus includes a processing chamber, a wafer transfer mechanism that transfers a wafer into and out of the processing chamber, and a cooling source that cools the wafer processed in the processing chamber, wherein the cooling source is Cooling is performed in the processing chamber even when the wafer is not present in the processing chamber, and the temperature of the cooling source when the wafer is not present in the processing chamber is reduced when the wafer is cooled in the processing chamber. It is possible to use a wafer processing apparatus characterized by being lower than the temperature of the source.
【0050】その他、本発明の趣旨を逸脱しないで種々
変形して実施することが可能である。In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ロッ
ト中のウエハ処理間隔或いはロット間の処理間隔によら
ず、ウエハ温度が一定になるようにすることが可能とな
る。As described above, according to the present invention, it is possible to keep the wafer temperature constant irrespective of the wafer processing interval in a lot or the processing interval between lots.
【図1】 本発明のウエハ処理装置のシステム構成を示
す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a system configuration of a wafer processing apparatus of the present invention.
【図2】 従来方式のロット処理においてロット間隔が
空いた場合のロット処理1枚目からの昇温プロファイル
を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a temperature rising profile from the first lot processing when a lot interval is left in a conventional lot processing.
【図3】 本発明による加熱パワーの与え方を示すタイ
ムチャート。FIG. 3 is a time chart showing how to apply heating power according to the present invention.
【図4】 ウエハ処理枚数と処理開始時のウエハ温度と
の関係を示す特性図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of processed wafers and the wafer temperature at the start of processing.
【図5】 本発明の一実施形態に係る枚葉式のウエハ処
理機構の概略縦断面図。FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a single wafer processing mechanism according to an embodiment of the present invention.
1…搬送室 2…第1の処理室 3…第2の処理室 6a、6b、6c、6d…ゲートバルブ 7…アーム機構 8…冷却台 20a…基板ホルダ 29…電気ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transfer chamber 2 ... 1st processing chamber 3 ... 2nd processing chamber 6a, 6b, 6c, 6d ... Gate valve 7 ... Arm mechanism 8 ... Cooling stand 20a ... Substrate holder 29 ... Electric heater
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/306 H01L 21/31 E 21/31 21/324 T 21/324 K 21/302 P ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/306 H01L 21/31 E 21/31 21/324 T 21/324 K 21/302 P
Claims (7)
記処理室内で前記ウエハを加熱して当該ウエハに対する
処理を行う工程と、前記処理室外に前記ウエハを搬送す
る工程とを備え、前記処理室内に前記ウエハが存在しな
いときにも前記処理室内において加熱を行い、前記処理
室内で前記ウエハを加熱するときの加熱パワーを前記処
理室内に前記ウエハが存在しないときの加熱パワーより
も大きく制御することを特徴とするウエハ処理方法。A step of transporting the wafer into the processing chamber; a step of heating the wafer in the processing chamber to perform processing on the wafer; and a step of transporting the wafer out of the processing chamber. Heating is performed in the processing chamber even when the wafer is not present in the chamber, and heating power when heating the wafer in the processing chamber is controlled to be larger than heating power when the wafer is not present in the processing chamber. A wafer processing method characterized by the above-mentioned.
記処理室内で前記ウエハを加熱源により加熱して当該ウ
エハに対する処理を行う工程と、前記処理室外に前記ウ
エハを搬送する工程とを備え、前記処理室内に前記ウェ
ハが存在しないときに前記処理室内において前記加熱源
の温度制御を行い、前記処理室内に前記ウエハが存在し
ないときの前記加熱源の温度を、前記処理室内で前記ウ
エハを加熱するときの前記加熱源の温度よりも高く制御
することを特徴とするウエハ処理方法。A step of transferring the wafer into the processing chamber; a step of heating the wafer by a heating source in the processing chamber to process the wafer; and a step of transferring the wafer out of the processing chamber. Controlling the temperature of the heating source in the processing chamber when the wafer is not present in the processing chamber, and controlling the temperature of the heating source when the wafer is not present in the processing chamber, A wafer processing method, wherein the temperature is controlled to be higher than the temperature of the heating source when heating.
ォワード制御を行うことを特徴とする請求項1又は2記
載のウエハ処理方法。3. The wafer processing method according to claim 1, wherein feedforward control is performed when heating the wafer.
記処理室内で前記ウエハを加熱して当該ウエハに対する
処理を行う工程と、前記処理室外に前記ウエハを搬送す
る工程とを備え、前記ウエハのロット中での処理順番に
より、当該ウエハの処理開始までの時間を変化させるこ
とを特徴とするウエハ処理方法。4. The method according to claim 1, further comprising: transferring the wafer into the processing chamber; heating the wafer in the processing chamber to perform processing on the wafer; and transferring the wafer out of the processing chamber. A time until the processing of the wafer is started is changed according to a processing order in the lot.
て、ロットの最初のウエハの処理開始までの時間を変化
させることを特徴とする請求項4記載のウエハ処理方
法。5. The wafer processing method according to claim 4, wherein the time until the processing of the first wafer of the lot is started is changed according to the interval between the lot processing of the wafers.
送するウエハ搬送機構と、前記処理室内で処理される前
記ウエハを加熱する加熱源とを備え、前記加熱源は、前
記処理室内に前記ウエハが存在しないときの加熱パワー
が、前記処理室内で前記ウエハを加熱するときの加熱パ
ワーよりも高いことを特徴とするウエハ処理装置。6. A processing chamber, a wafer transfer mechanism for transferring a wafer into and out of the processing chamber, and a heating source for heating the wafer to be processed in the processing chamber, wherein the heating source is provided in the processing chamber. A wafer processing apparatus, wherein a heating power when the wafer is not present is higher than a heating power when heating the wafer in the processing chamber.
送するウエハ搬送機構と、前記処理室内で処理される前
記ウエハを加熱する加熱源とを備え、前記加熱源は、前
記処理室内に前記ウエハが存在しないときに前記処理室
内において温度制御され、前記処理室内に前記ウエハが
存在しないときの前記加熱源の温度が、前記処理室内で
前記ウエハを加熱するときの前記加熱源の温度よりも高
く制御されることを特徴とするウエハ処理装置。7. A processing chamber, a wafer transfer mechanism for transferring a wafer into and out of the processing chamber, and a heating source for heating the wafer processed in the processing chamber, wherein the heating source is provided in the processing chamber. The temperature is controlled in the processing chamber when the wafer is not present, and the temperature of the heating source when the wafer is not present in the processing chamber is lower than the temperature of the heating source when the wafer is heated in the processing chamber. Wafer processing apparatus characterized in that the wafer processing apparatus is also controlled to be high.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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