JP2003515961A - 小型バッチ炉 - Google Patents

小型バッチ炉

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JP2003515961A JP2001542615A JP2001542615A JP2003515961A JP 2003515961 A JP2003515961 A JP 2003515961A JP 2001542615 A JP2001542615 A JP 2001542615A JP 2001542615 A JP2001542615 A JP 2001542615A JP 2003515961 A JP2003515961 A JP 2003515961A
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ウー シク ヨー，
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ウエファーマスターズ， インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 処理期間中に半導体装置にわたって温度を等温的に分布させるための加熱装置、システム及び方法。本発明は、複数個の半導体ウエハを着脱自在に受取る形態とされている処理チャンバを有する炉組立体を提供している。本発明は第一加熱回路と第二加熱回路とを有している。本発明によれば、第一加熱回路が可変温度を提供し、それは処理期間中に制御することが可能である。第二加熱回路は一定の温度を供給する。第一加熱回路の温度は、処理チャンバの温度を第二加熱回路によって与えられる一定且つ一様なレベルに維持するために調節することが可能である。ウエハキャリアが動作メカニズムを使用して処理チャンバ内に垂直方向に位置される。ウエハが処理された後に、動作機構を使用して処理チャンバからウエハキャリアを除去する。ウエハを冷却チャンバへ搬送することが可能であり、そこでウエハの冷却処理を開始することが可能である。ウエハキャリアが処理チャンバから除去されると、処理チャンバはインシュレータを使用して実質的に取囲まれた状態に維持され、従ってキャビティ内の処理温度を実質的に等温状態に維持することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大略、半導体製造装置に関するものであって、更に詳細には、半導
体ウエハの熱処理のために使用される装置、システム及び方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の処理期間中に、該装置が処理期間中に露呈される熱処理を非常に
正確に制御することが極めて望ましい。幾つかの例においては、主にウエハであ
る装置のバッチを半導体処理炉内において処理し、該炉は所望の処理を行うため
に注意深く制御された処理環境を有している。
【０００３】 本発明にとって重要なことは、垂直に配設したウエハアレイ及び処理チャンバ
を具備する処理炉である。垂直に配列した炉は温度及びその他の処理パラメータ
のより良好な制御を与えるために設計されている。例えば、米国特許第４，７３
８，６１８号においては、垂直に配列された熱プロセッサが垂直に調節可能な炉
組立体及び処理管を具備するものとして開示されている。該処理管は石英ベルジ
ャから構成されており、同様に移動可能な炉組立体と関連して支持用のフレーム
ワーク内において上下方向に垂直に移動可能である。更に、該炉組立体及び処理
管は互いに独立的のみならず上下の位置の間で一体的に移動可能である。炉組立
体内の加熱要素の動作を制御することによって炉組立体及び処理管の両方が下側
位置に下降される場合に熱が該熱プロセッサへ供給される。熱プロセッサ内の処
理管を冷却するために、対流によって内部の熱が該プロセッサの外部へ散逸され
るように該加熱要素の動作が規制される。
【０００４】 通常、垂直に配列された炉においては、ウエハ又はその他の半導体装置が一様
な割合で且つ一様な温度へ加熱されるように処理チャンバ内において所望の温度
環境を達成することが望ましい。一様な温度がより迅速に達成されればされる程
、ウエハ間において且つウエハの異なるバッチ間において処理変動が発生する危
険性はより少なくなる。然しながら、所望の温度は、処理中のウエハのアレイと
相対的に全ての方向において処理チャンバ全体にわたって通常非一様であること
が判明した。この温度の非一様性は、典型的に、処理チャンバの異なる領域の間
の温度における変動に起因するものである。温度におけるこれらの変動を制御す
るための能力は、該処理チャンバにおいてより速い熱ランプアップ及びランプダ
ウン目標が試みられるに従いより困難なものとなる。一般的に、処理チャンバ内
において及び／又はその周りにおいて使用される加熱要素の従来の配列は処理チ
ャンバ温度の熱応答において遅延を発生し、そのことはランプアップ、ランプダ
ウン及び温度割合条件の変更期間中に温度の正確な動的制御を行うことをとりわ
け困難なものとさせる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上の理由により、必要とされているものは、処理されたウエハの一様性におけ
る劣化なしで処理温度の正確な動的制御を与える半導体装置の表面にわたって温
度を等温的に分布させる装置及び方法である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は処理期間中に半導体装置にわたって温度を等温的に分布させる加熱装
置、システム及び方法を提供している。本発明は、処理チャンバを包含する炉組
立体を提供している。該処理チャンバは内部キャビティを画定しており、それは
半導体ウエハを満載したウエハキャリア又はウエハボートを着脱自在に受納する
形態とされている。以下に詳細に説明するように、複数個の抵抗加熱要素を具備
する第一加熱回路が設けられており且つ処理チャンバを取囲むように効果的に配
設されている。これも複数個の抵抗加熱要素を具備することが可能な第二加熱回
路が設けられており且つ第一複数個の加熱要素に近接して位置されている。好適
には、本発明によれば、第一加熱回路が可変温度を供給し、それは処理チャンバ
内において経験される温度変動に応答して各抵抗加熱要素から発生するエネルギ
の量を変化させることによって処理期間中に制御することが可能である。第二加
熱回路は一定の温度分布を供給し、それは処理期間中に維持することが可能であ
る。このように、処理チャンバ温度における変動が検知されると、処理チャンバ
温度を第二加熱回路によって供給される一定の且つ一様な加熱温度へ戻すために
第一加熱回路の温度を調節することが可能である。該チャンバは第二加熱回路に
よって所望の処理温度に実質的に維持されるので、第一加熱回路の温度を調節す
るために必要とされるエネルギはより少ない。
【０００７】 作動機構を使用して処理チャンバ内にウエハキャリアが垂直に位置決めされて
いる。ウエハが処理された後に、該作動機構は処理チャンバからウエハキャリア
を除去するために使用される。ウエハキャリアを冷却チャンバへ搬送し、そこで
ウエハ冷却処理を開始することが可能である。有益的なことであるが、ウエハキ
ャリアが処理チャンバから除去されると、インシュレータを使用して内部キャビ
ティが実質的に取囲まれた状態に維持され、従って該キャビティ内の処理温度は
実質的に等温状態に維持することが可能である。従って、ウエハの間及びウエハ
の異なるバッチの間で発生する処理変動の危険性はその後の処理操作において実
質的に減少される。
【０００８】 本発明の１つの側面においては、複数個の基板を有する炉組立体が提供される
。該炉組立体は炉チャンバを有しており、それはそれに対して離隔した関係で装
着されている処理チャンバを有している。該処理チャンバは複数個の基板を受納
する形態とされている。処理チャンバに近接して位置されている第一加熱回路及
び第一加熱回路に近接して位置されている第二加熱回路も炉組立体内に収容され
ている。第一加熱回路及び第二加熱回路からの熱エネルギ出力は、基板の各々を
加熱するために処理チャンバ全体にわたって実質的に等温環境を形成することが
可能である。
【０００９】 本発明の別の側面においては、複数個の基板を加熱するためのシステムが提供
される。このシステムは炉組立体を有しており、それは処理のために複数個の基
板を受取る形態とされている。本システムは、又、冷却チャンバを有しており、
それは該複数個の基板を処理の後に受取る形態とされている。該炉チャンバは、
炉チャンバ内の第一位置から冷却チャンバ内の第二位置へ複数個の基板が搬送さ
れる場合に、実質的に与えられた温度に止まる。
【００１０】 本発明の更に別の側面においては、複数個の基板を加熱する方法が提供され、
その方法は、該複数個の基板を処理チャンバ内の第一位置へ搬送し、前記処理チ
ャンバ内に実質的に等温環境を形成するために熱供給源から熱エネルギ出力を供
給し、前記複数個の基板を前記第一位置から第二位置へ搬送することを包含して
いる。該処理チャンバは、該複数個の基板を該第一位置から該第二位置へ搬送す
る期間中に実質的に等温状態に止まる。
【００１１】 本発明の炉組立体、システム及び方法は多くのその他の利点を提供する。例え
ば、連続的な処理サイクル期間中に処理チャンバの温度は実質的に変化すること
がないので、処理温度を維持するために必要とされるエネルギはより少ない。加
熱回路は繰返し負荷温度へランプアップし且つ冷却のためにランプダウンするも
のではないので、加熱要素の寿命が増加される。本発明は、又、多数のウエハバ
ッチを同時的に処理することを可能とする。何故ならば、１つのバッチが冷却動
作フェーズにある間に、処理チャンバは別のウエハバッチを受取り且つ熱処理す
るために使用することが可能だからである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の炉組立体１０の１実施例の概略断面図である。炉組立体１０は
ハウジング１２を有しており、それは取囲まれた空間２０を画定している。空間
２０内には処理チャンバ１４、第一加熱回路１６、第二加熱回路１８、以下に説
明するその他の構造及び絶縁コンポーネントが収容されている。
【００１３】 外部的には、ハウジング１２は金属性とすることが可能であり、好適には、ア
ルミニウム、ステンレススチール又は同様の金属から構成することが可能である
。ハウジング１２は好適には底部面であるハウジング１２の面上に設けられた開
口２８を有しており、それは処理するためのウエハを包含するウエハキャリア又
はウエハボートを受取る形態とされている。開口即ち孔２８は処理の前後におい
てチャンバ１４へウエハをローディングし且つそれからウエハをアンローディン
グすることを可能とする。孔２８は比較的小さな開口とすることが可能であるが
、ウエハキャリアを受付けるのに充分に大きな幅を有している。比較的小さな孔
寸法はチャンバ１４からの放射熱損失を減少させることに貢献する。又、小さな
孔寸法はチャンバ１４へ入る粒子の数を低く抑え且つ等温環境を維持することを
より容易なものとさせる。
【００１４】 オプションとして、ハウジング１２近くのユーザ及び／又は装置を保護するた
めに、空間２０は内部熱絶縁層を有することが可能である。好適には、該絶縁層
はセラミックファイバ物質等の任意の適宜の絶縁物質から構成することが可能で
ある。一方、ハウジング１２の外部部分を取囲むために着脱自在な水冷却型ジャ
ケット又は同様の装置を使用することが可能である。水冷却型ジャケットは、炉
組立体１０が近くの装置又は人員に対して危険であるような高温となることがな
いことを確保する。
【００１５】 処理チャンバ１４は、好適には、ハウジング１２の内部空間２０内に装着され
ている。処理管又はジャーとも呼称される処理チャンバ１４は、好適には、ベル
ジャーと同様の形態に形成されている。ジャーの形状をしたチャンバは外側表面
１７と内側表面１９とを具備するシェル１５を有している。内側表面１９は処理
チャンバの周囲及び内部キャビティ２１を画定している。内部キャビティ２１は
複数個のウエハからなるバッチを保持するウエハキャリアを取囲む最小の内部体
積で構成されている。典型的に、チャンバ１４は約０．００１トール乃至１００
０トール、好適には約０．１トールと約７６０トールとの間の内部圧力に耐える
ことが可能である。熱処理はチャンバ１４のみの中において行うことが可能であ
り、又は半導体ウエハを当該技術において公知であるような種々の化学物質、特
にガスに対して露呈させることを包含する処理ステップを伴って行うことが可能
である。処理期間中に、処理チャンバ１４は管１１２を介して所望の処理ガスを
供給することが可能である。流出するガスは放出管１１４を介して放出される。
チャンバ１４外側の内部空間２０の残りの部分は例えば、空気、又は、好適には
、Ｎ2又はＯ2ガス等のガスで充填することが可能である。空間２０を充填するた
めに純粋なガスを使用することは、例えば加熱要素等の空間２０内に収容されて
いるコンポーネントの寿命を延ばすことに貢献することが可能である。例えば、
ガスは管１１６において空間２０へ入り且つ管１１８から排除することが可能で
ある。処理ジャー１４は、好適には、石英又はその他の同様の物質から構成され
ている。
【００１６】 図１に示したように、処理のために垂直アレイ状に複数個のウエハを保持する
ことが可能なウエハキャリア又はウエハボート２２が供給される。ウエハキャリ
ア２２は石英又はその他の適宜の物質から形成されている。処理チャンバ１４及
びウエハキャリア２２は同軸配列を形成すべく構成されており、従ってウエハキ
ャリア２２は以下に詳細に説明するように処理チャンバ１４内に着脱自在に受納
させることが可能である。ウエハキャリア２２は好適にはノッチによって形成さ
れている一連のウエハ受容体を有しており、各ノッチは処理期間中に１個のウエ
ハを所定の位置に保持することが可能である。ウエハキャリアは任意の数のウエ
ハを保持するように設計することが可能であるが、好適には、ウエハキャリアは
約２５個と５０個との間のウエハを保持することが可能である。ウエハキャリア
２２は手作業によって又は自動化した案内ビークル（ＡＶＧ）のいずかで処理チ
ャンバ１４内へロードされる着脱自在なカセットとすることが可能である。ウエ
ハキャリア２２は、又、固定したカセットとすることも可能であり、その場合に
は、ウエハは従来の大気圧ロボット又はローダーを使用してキャリア２２上へロ
ードされる。１実施例においては、ウエハキャリア２２はウエハアレイを処理チ
ャンバ１４にインストールし及び／又はそれから取除くことを可能とするために
垂直方向に移動する形態とすることが可能である。
【００１７】 処理チャンバ１４の上部部分及び底部部分の上に、夫々、第一キャビティイン
シュレータ２４及び第二キャビティインシュレータ２６が位置されている。図４
Ａ及び４Ｂに示した動作システムを参照して最も良く理解されるように、インシ
ュレータ２４及び２６は処理チャンバ１４内を摺動自在に移動する形態とされて
おり、ウエハキャリア２２の除去又はインストール期間中に実質的に取囲まれた
処理チャンバを形成する。例えば、キャリア２２が上方へ配置され且つ処理チャ
ンバ１４内に位置決めされると（図４Ａ）、第二インシュレータ２６がチャンバ
開口２８をカバーし且つ該チャンバの底部周囲に対して封止して実質的に取囲ま
れた処理チャンバ１４を形成する。このように、環境処理温度を実質的に維持す
ることが可能である。逆に、キャリア２２がチャンバ１４から下方向へ配置され
ると（図４Ｂ）、第一インシュレータ２４は該チャンバの底部周囲に対して封止
したままとなり処理チャンバ１４から熱が漏れ出すことを防止する。処理期間中
に達成される環境温度は、その後の処理動作期間中に処理チャンバ１４を再度加
熱することの必要性を減少させるために実質的に維持させることが可能である。
インシュレータ２４及び２６は、不透明な石英、繊維質セラミック物質又は良好
な熱絶縁特性を有する比較的緻密性の低い層を形成するためにマットに編んだそ
の他のタイプのセラミック繊維等の高度に絶縁性の物質から構成することが可能
である。
【００１８】 再度図１を参照し且つ図２Ａに示した断面図を参照すると、ハウジング１２は
、更に、第一加熱回路１６と第二加熱回路１８とを有している。各加熱回路１６
及び１８は電気的抵抗性加熱要素、絶縁性物質、構造性物質を有している。１実
施例においては、第一加熱回路１６は隣接する要素が長手方向に並置された電気
的に結合された円形状の加熱要素からなる長手アレイである。図２Ａに示したよ
うに、第一加熱回路１６は第二加熱回路１８の内側で且つ同心円状に位置されて
いる。第二加熱回路１８も隣接する要素が長手方向に並置された電気的に結合さ
れた円形状の加熱要素からなる長手アレイである。電気的に抵抗性の加熱要素は
処理チャンバ１４の外側表面１７の周りに位置されている。１実施例においては
、第一加熱回路１６は制御可能な加熱回路であり、それは、第一回路１６の各要
素からのエネルギ出力即ち熱束が処理期間中に所望の出力レベルへ変化させるこ
とが可能であることを意味している。好適には、第一加熱回路は実効加熱表面の
平方センチメートル当たり約０と６．２５ワットとの間の熱束密度を与える。更
に好適には、その熱束密度は平方センチメートル当たり約０と３．１２ワットと
の間である。好適な加熱要素は約１乃至５ｍｍの直径を有する導電性要素を有す
ることが可能である。電気的抵抗性加熱要素は、好適には、比較的一様な熱束を
与えるパターンに調整される。この実施例においては、第二加熱回路１８が一定
のエネルギ出力を射出する。好適には、第二加熱回路１８は実効加熱表面の平方
センチメートル当たり約０と６．２５ワットの間、好適には実効加熱表面の平方
センチメートル当たり約０と３．１２ワットとの間の一定の熱束密度を与える。
好適な加熱要素は約１乃至５ｍｍの直径を有する導電性要素を有することが可能
である。可変の熱束加熱回路１６と固定の熱束加熱回路１８とを結合させること
によって、システムに対して殆どエネルギを付加することなしに温度における変
動を解消することが可能である。又、処理チャンバ１４内の温度は処理期間中及
びウエハ搬送期間中の両方において実質的に等温状態に維持することが可能であ
る。
【００１９】 次に図２Ａ及び２Ｂを参照すると、第一及び第二加熱回路１６及び１８の各加
熱要素はその回路内の各その他の要素に対して比較的近くに近接している。例え
ば、各長手抵抗加熱要素は次の最も近い加熱要素から距離β離隔させることが可
能であり、それは約５ｍｍと５０ｍｍとの間であって、好適には約１０ｍｍと２
０ｍｍとの間とすることが可能である。各同心円状に位置決めした加熱回路は距
離α離隔させることが可能であり、それは約１ｍｍと５０ｍｍとの間、好適には
約５ｍｍと２０ｍｍとの間とすることが可能である。従って、要素の近い間隔は
ウエハにわたっての均等な加熱温度分布を提供する。
【００２０】 抵抗性加熱要素は高温処理適用例にとって妥当な任意の従来の加熱要素とする
ことが可能である。１実施例においては、抵抗性加熱要素はフィラメントワイヤ
３４によって巻着されている抵抗性加熱要素コア３２を有することが可能である
。コア３２は、通常、セラミック物質から構成されているが、任意の高温定格の
非導電性物質から構成することが可能である。フィラメントワイヤ３４は、該要
素から最適な量の放射熱エネルギが射出することを可能とするためにコア３２の
周りに従来通り巻着されている。フィラメントワイヤは任意の適切な抵抗性の加
熱可能なワイヤとすることが可能であり、それはＳｉＣ、ＳｉＣ被覆グラファイ
ト、グラファイト、ＡｌＮｉ等の熱応答性を増加させ且つ高温安定性の高質量物
質から構成されている。別の実施例においては、加熱回路１６及び１８の加熱要
素は所望の電気的抵抗特性を有する粉末型冶金物質から形成することが可能であ
る。電気的加熱要素はクロム、アルミニウム、鉄及びイットリウムを包含する粉
末型冶金混合物を有している。これらの物質の割合は、このような粉末型冶金電
気的抵抗性加熱要素を製造する技術において公知の如く変化することが可能であ
る。好適には、抵抗性加熱要素はコネクチカット州スタンフォードのオメガコー
ポレイションから入手可能なＫａｎｔａｌ Ａ−１又はＡＦとして一般的に知ら
れているセラミックコアを取囲むＡｌ−Ｎｉ−Ｆｅ物質からなるフィラメントワ
イヤを包含している。各実施例において、加熱要素は加熱要素接続端子及び関連
する配線（不図示）を介して電源システムへ電気的に接続される。
【００２１】 図３は本発明の別の実施例を示しており、その場合に、第一加熱回路１６及び
第二加熱回路１８は間に挟んだ円形状加熱要素からなる長手アレイを形成してい
る。第一加熱回路１６の要素は長手方向の配置状態において第二加熱回路１８の
要素の間に交互に介在されている。第一及び第二加熱回路１６及び１８はその他
は上述した構成及び機能において同一である。有益的なことであるが、この実施
例においては、炉組立体１０はより小さな直径を有することが可能である。何故
ならば、炉組立体において加熱要素の１つのリングのみが使用されるに過ぎない
からである。
【００２２】 再度図１及び図２Ｂを参照すると、チャンバ１４の上部及び底部部分の周りに
同心状に且つ処理チャンバ１４の第一加熱回路１６と外側表面１７との間に二次
的絶縁層３０が形成されている。二次的絶縁層３０は繊維性セラミック物質又は
良好な熱絶縁特性を有する比較的緻密性の少ない層を形成するためにマットに編
んだその他のタイプのセラミック繊維等の高度に絶縁性の物質から形成されてい
る。二次的絶縁層３０は、好適には、連続的な層である。オプションとして、加
熱回路１６及び１８のリングを内部絶縁層内に部分的に埋設することが可能であ
る。
【００２３】 再度図１に示されているように、更に別の実施例においては、炉組立体１０は
処理チャンバ１４の中央部分の周りに同心状に且つ二次的絶縁層３０の間に形成
されている熱拡散部材３６を有している。処理チャンバの中央部分は、ウエハッ
キャリアが処理期間中に実質的に止まるチャンバのセクションである。熱拡散部
材３６は第一及び第二加熱回路１６及び１８及び処理チャンバ１４の近くで且つ
典型的にその間に位置させることが可能である。熱拡散部材３６は第一及び第二
加熱回路１６及び１８からの熱エネルギ出力を吸収し且つその熱エネルギをチャ
ンバ１４の中央部分にわたって均等に散逸させる。理解すべきことであるが、チ
ャンバ１４の中央部分にわたってのみ熱拡散部材を使用することによって、チャ
ンバ１４内の温度勾配はこの領域にわたってより容易に等温状態に維持される。
熱拡散部材３６は、好適には炭化珪素、Ａｌ2Ｏ3又はグラファイトである充分に
高い熱伝導率を有する任意の適宜の熱拡散物質とすることが可能である。
【００２４】 好適実施例においては、好適には熱電対である温度センサー３８が熱拡散部材
３６内に埋設され且つ炉組立体１０にわたって戦略的に配置されて加熱回路１６
及び１８内に設けられている加熱要素によって展開される温度の表示を与え且つ
熱拡散部材３６の温度条件に関するフィードバックを供給する。熱電対３８はコ
ネクチカット州スタンフォードのオメガコーポレイションから入手可能な従来の
Ｒ型又はＫ型熱電対とすることが可能である。
【００２５】 図４Ａ及び４Ｂに示したように、炉組立体１０は、好適には、以下のような態
様で熱処理システム１００において動作される。炉組立体以外に、処理システム
１００はローディングステーション１０２、ウエハ搬送チャンバ１０４、ロード
ロック１０８、冷却チャンバ１１０を有している。
【００２６】 ローディングステーション１０２はウエハキャリア２２を受取る。ウエハキャ
リアは手作業によってローディングステーション１０２へローディング／アンロ
ーディングさせることが可能であり、又はその他に、自動的にローディング／ア
ンローディングさせることが可能である。１実施例においては、図５に示したよ
うに、固定した時間間隔でウエハキャリア２２をシステマチックにローディング
ステーション１０２へロードさせるために円形状のマウンティングテーブル１２
０を使用することが可能である。その時間間隔は、最初のウエハキャリアをロー
ディングした後に、例えば、最初にローディングしたキャリアが冷却チャンバに
あるか又は処理システムの別のフェーズにある間に、その後のウエハキャリアを
ローディングすることが可能であるように決定することが可能である。適宜の間
隔でマウンティングテーブル１２０上にオープンの位置を提供することが可能で
あり、その上に冷却されたウエハキャリアを処理後に戻すことが可能である。処
理済の及び未処理のウエハのローディング及びアンローディングを自動化するこ
とが可能である。
【００２７】 ウエハキャリア２２がローディングステーション１０２の内側に入ると、ロー
ディングステーション１０２、転送チャンバ１０４、ロードロック１０６は大気
圧力に維持されるか又はそうでない場合にはポンプ（不図示）を使用して真空圧
力へポンプダウンされる。ウエハ搬送チャンバ１０４はローディングステーショ
ン１０２からロードロック１０６内へウエハキャリア２２を支持し且つ移動させ
るための複数個のプラットフォームを有している。１実施例においては、ロボッ
トアーム又は搬送チャンバ１０４内の同様の装置がローディングステーション１
０２に向かって移動し且つウエハキャリア２２をピックアップする。次いで、ロ
ボットアームはロードロック１０６に向かって戻り且つゲートバルブを介してウ
エハキャリア支持プレート４２上にウエハキャリアを載置させる。次いで、ロボ
ットアームが後退し、その後に、ゲートバルブが閉じてウエハバッチの熱処理が
開始する。以下に更に説明するように、支持プレート４２は上方位置と下降位置
との間で垂直方向の移動を可能とするために移動自在に装着されている昇降組立
体１０８の一部を形成している。
【００２８】 昇降組立体１０８は昇降アクチュエータ４０へ接続されており且つそれによっ
て支持されている。昇降アクチュエータ４０の上側端部は支持プレート４２へ固
定されている。昇降アクチュエータ４０は、又、延長可能であり且つ後退可能な
昇降動作ロッド４６を有している。好適実施例においては、動作ロッド４６はア
クチュエータ４０の主要部分４４と相対的に制御可能に延長可能である。昇降ア
クチュエータ４０は任意の従来のタイプのアクチュエータとすることが可能であ
る。好適実施例においては、アクチュエータ４０は空気圧によって駆動されるラ
ムを使用する。別のアクチュエータとしては、電気的駆動型及び機械的ネジ型の
アクチュエータ等がある。
【００２９】 ウエハキャリア２２におけるウエハがチャンバ１４において処理された後に、
昇降組立体１０８は後退してウエハキャリア２２を冷却チャンバ１１０内へ降下
させる。冷却チャンバ１１０は、１００℃を超える温度を有している場合のある
新たに処理されたウエハを冷却する。理解すべきことであるが、冷却チャンバ１
１０は業界において公知の半導体ウエハ冷却技術を使用する構成とされている。
１実施例においては、冷却ステップは冷却チャンバ１１０に隣接して第一冷却用
流体の流れを供給するか又は流すことによって行われる。第一冷却用流体流れは
、好適には、冷却チャンバ１１０の外側にそって上方へ冷却流体を流すことによ
って達成される。
【００３０】 マイクロプロセッサ又は処理制御コンピュータが炉組立体１０内に配置された
半導体ウエハの処理を制御し且つ診断目的のためにシステムのステータスをモニ
タするために使用することが可能である。１実施例においては、処理コンピュー
タが炉組立体１０内の温度センサー３８から受取った温度データに応答して制御
器へ制御信号を供給する。処理コンピュータは、又、ポンプ組立体に対する圧力
設定点を指示し且つガスネットワークにおける質量流量制御器に対してガス及び
プラズマインレット流れ信号を指示することが可能である。好適実施例において
は、該制御器はオメガコーポレイションから入手可能な実時間ＰＩＤマルチゾー
ン制御器である。該制御器はＳＣＲを基礎とし大層制御型電源へ制御信号を供給
し、それは加熱回路へパワーを供給する。
【００３１】 以上好適実施例について説明したが、当業者は本発明の精神及び範囲を逸脱す
ることなしに形態及び詳細において変更を行うことが可能である。従って、本発
明は特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施例の概略断面図。
【図２】 （Ａ）は第一加熱回路と第二加熱回路とが同心円状の円形状の加
熱要素からなる長手アレイを形成する図１の実施例の一部の断面図であり、かつ
（Ｂ）は（Ａ）の実施例の更に別の部分を示した断面図。
【図３】 第一加熱回路と第二加熱回路とが間に挟んだ円形状の加熱要素か
らなる長手アレイを形成する本発明の別の実施例を示した概略図。
【図４】 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明システムの動作実施例を示した各概略
図。
【図５】 本発明の１実施例に基づいてローディングステーション内へウエ
ハキャリアをローディングするために使用されるマウンティングテーブルを示し
た概略図。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数個の基板を加熱する炉組立体において、 炉チャンバ、 前記複数個の基板を受取る形態とされており離隔した関係で前記炉チャンバ内
    に装着されている処理チャンバ、 前記処理チャンバに近接して位置されている第一加熱回路、 前記第一加熱回路に近接して位置されている第二加熱回路、 を有しており、前記第一加熱回路及び前記第二加熱回路から出力される熱エネル
    ギが前記基板の各々を加熱するために前記処理チャンバ全体にわたって実質的に
    等温環境を形成することが可能である炉組立体。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記第一加熱回路及び前記第二加熱回路
    の各々が複数個の抵抗加熱要素を有している装置。
  3. 【請求項３】 請求項２において、前記抵抗加熱要素の各々がＡｌ−Ｎｉ−
    Ｆｅからなるワイヤで巻着されたセラミックコアを有している装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、前記第一加熱回路が可変温度を有するこ
    とが可能である装置。
  5. 【請求項５】 請求項１において、更に、前記第一加熱回路及び前記第二加
    熱回路に近接して熱拡散物質を有しており、前記熱拡散物質が前記熱エネルギ出
    力を前記処理チャンバの一部にわたって均一に拡散させる装置。
  6. 【請求項６】 請求項１において、更に、前記複数個の基板を前記処理チャ
    ンバ内の第一位置から前記処理チャンバ外側の第二位置へ移動させる搬送機構を
    有している装置。
  7. 【請求項７】 請求項６において、更に、前記処理チャンバ内に摺動自在に
    受納されている第一インシュレータ及び第二インシュレータを有しており、前記
    第一インシュレータが前記複数個の基板が前記第一位置にある場合に前記処理チ
    ャンバを分離させ、前記第二インシュレータが前記複数個の基板が前記第二位置
    にある場合に前記処理チャンバを分離させる装置。
  8. 【請求項８】 請求項１において、前記第一加熱回路からの熱エネルギがＰ
    ＩＤ制御器を使用して制御可能である装置。
  9. 【請求項９】 請求項１において、前記複数個の基板が、各々、基板保持装
    置内に収容されており、且つ各基板が互いに約５ｍｍと約５０ｍｍとの間の距離
    離隔されている装置。
  10. 【請求項１０】 複数個の基板を加熱するシステムにおいて、 処理用の複数個の基板を受取る形態とされている炉組立体、 前記処理の後に前記複数個の基板を受取る形態とされている冷却チャンバ、 を有しており、前記複数個の基板が前記炉チャンバ内の第一位置と前記冷却チャ
    ンバ内の第二位置との間で搬送される場合に前記炉チャンバが実質的に与えられ
    た温度に止まるシステム。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記炉組立体が、 離隔された関係で前記炉チャンバ内に受納されている処理チャンバ、 前記処理チャンバに近接して位置されている第一加熱回路、 前記第一加熱回路に近接して位置されている第二加熱回路、 を有しており、前記第一加熱回路及び前記第二加熱回路からの熱エネルギ出力が
    前記基板の各々を加熱するために前記処理チャンバにわたって実質的に等温環境
    を与えるシステム。
  12. 【請求項１２】 請求項１１において、前記第一加熱回路及び前記第二加熱
    回路の各々が複数個の抵抗加熱要素を有しているシステム。
  13. 【請求項１３】 請求項１１において、更に、前記第一加熱回路及び前記第
    二加熱回路に近接して熱拡散物質を有しており、前記熱拡散物質は前記熱エネル
    ギ出力を前記処理チャンバの一部にわたって均等に拡散させるシステム。
  14. 【請求項１４】 請求項１１において、更に、前記処理チャンバ内に摺動自
    在に受納されている第一インシュレータ及び第二インシュレータを有しており、
    前記第一インシュレータは前記複数個の基板が前記第一位置にある場合に前記処
    理チャンバを分離させ、前記第二インシュレータは前記複数個の基板が前記第二
    位置にある場合に前記処理チャンバを分離させるシステム。
  15. 【請求項１５】 請求項１０において、更に、前記複数個の基板を前記第一
    位置から前記第二位置へ移動させる搬送機構を有しているシステム。
  16. 【請求項１６】 請求項１０において、更に、ローディングステーションを
    有しているシステム。
  17. 【請求項１７】 請求項１６において、更に、前記ローディングステーショ
    ンから所定の時間間隔で前記複数個の基板をローディング及びアンローディング
    するためのローディングテーブルを有しているシステム。
  18. 【請求項１８】 複数個の基板を加熱する方法において、 処理のために複数個の基板を処理チャンバ内の第一位置へ搬送し、 前記処理チャンバ内に実質的に等温環境を形成するために熱供給源から熱エネ
    ルギ出力を供給し、 前記複数個の基板を第二位置へ搬送し、前記第一位置から前記第二位置への前
    記複数個の基板の前記搬送期間中に前記処理チャンバが実質的に等温状態にとど
    まる、 ことを包含している方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８において、前記第二位置が冷却チャンバ内であ
    る方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１８において、前記複数個の基板の前記第一位置へ
    の搬送が前記処理チャンバを第一インシュレータで分離させることを包含してい
    る方法。
  21. 【請求項２１】 請求項１８において、前記複数個の基板の前記第二位置へ
    の搬送が、前記処理チャンバを第二インシュレータで分離させることを包含して
    いる方法。
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