JP2008112922A - 基板処理装置 - Google Patents
基板処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008112922A JP2008112922A JP2006296117A JP2006296117A JP2008112922A JP 2008112922 A JP2008112922 A JP 2008112922A JP 2006296117 A JP2006296117 A JP 2006296117A JP 2006296117 A JP2006296117 A JP 2006296117A JP 2008112922 A JP2008112922 A JP 2008112922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- pod
- electromagnetic wave
- shield
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】低温領域での温度制御特性の良好な基板処理装置を提供することにある。
【解決手段】ウエハ1を処理する処理室37を形成したプロセスチューブ36の外側に、電磁波の吸収率がウエハ1と同一または略同一の材料によって形成された発熱壁51を設け、発熱壁51の外側に電磁波を閉じ込めるシールド52を設け、シールド52には導波管54を経由してシールド52内に電磁波を供給する電磁波源55を接続する。シールド52内に供給された電磁波によって発熱壁51とウエハ1を加熱することができるので、減圧下においてもウエハ1を効果的に加熱することができ、また、低温領域での温度を適正かつ精密に制御することができる。
【選択図】図4
【解決手段】ウエハ1を処理する処理室37を形成したプロセスチューブ36の外側に、電磁波の吸収率がウエハ1と同一または略同一の材料によって形成された発熱壁51を設け、発熱壁51の外側に電磁波を閉じ込めるシールド52を設け、シールド52には導波管54を経由してシールド52内に電磁波を供給する電磁波源55を接続する。シールド52内に供給された電磁波によって発熱壁51とウエハ1を加熱することができるので、減圧下においてもウエハ1を効果的に加熱することができ、また、低温領域での温度を適正かつ精密に制御することができる。
【選択図】図4
Description
本発明は、基板処理装置に関し、例えば、半導体集積回路装置(以下、ICという。)が作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)に熱処理(thermal treatment )を施すのに利用して有効なものに関する。
ICの製造方法においてウエハに熱処理を施すのに、バッチ式縦型ホットウオール形熱処理装置が広く使用されている。
バッチ式縦型ホットウオール型熱処理装置は、一端開口で他端閉塞の円筒形状に形成されて処理室を形成するプロセスチューブと、処理室を排気する排気管と、処理室へ処理ガスを供給するガス供給管と、プロセスチューブ外に設置されて処理室内を全体にわたって均一に加熱するヒータユニットとから構成された処理炉を、備えている。
処理炉の真下近傍に設置されたボートエレベータのアームには、処理に際して処理炉の炉口を閉塞するシールキャップが水平に支持されており、シールキャップの上には、複数枚のウエハを保持するボートが垂直に立脚されている。
そして、ボートがボートエレベータによって上昇されるのに伴って、複数枚のウエハが処理室に搬入され、処理室内において処理炉による熱処理を施される。
バッチ式縦型ホットウオール型熱処理装置は、一端開口で他端閉塞の円筒形状に形成されて処理室を形成するプロセスチューブと、処理室を排気する排気管と、処理室へ処理ガスを供給するガス供給管と、プロセスチューブ外に設置されて処理室内を全体にわたって均一に加熱するヒータユニットとから構成された処理炉を、備えている。
処理炉の真下近傍に設置されたボートエレベータのアームには、処理に際して処理炉の炉口を閉塞するシールキャップが水平に支持されており、シールキャップの上には、複数枚のウエハを保持するボートが垂直に立脚されている。
そして、ボートがボートエレベータによって上昇されるのに伴って、複数枚のウエハが処理室に搬入され、処理室内において処理炉による熱処理を施される。
従来のこの種の処理炉のヒータユニットは、抵抗発熱体と断熱筒とによって形成されているのが、一般的である。
しかしながら、ヒータユニットが抵抗発熱体と断熱筒とによって構成されている場合には、ヒータユニットの熱容量が大きくなるために、低温領域でのウエハの温度制御が低下するという問題点があった。
例えば、シリコンウエハの場合には、低温領域では赤外線の吸収率(後述する)が小さいために、加熱に時間がかかり、温度制御性が低下する。
また、処理室内が減圧されている場合には、対流による熱伝達が小さくなるために、ウエハの温度制御性が低下する。
例えば、シリコンウエハの場合には、低温領域では赤外線の吸収率(後述する)が小さいために、加熱に時間がかかり、温度制御性が低下する。
また、処理室内が減圧されている場合には、対流による熱伝達が小さくなるために、ウエハの温度制御性が低下する。
本発明の目的は、低温領域での温度制御特性の良好な基板処理装置を提供することにある。
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)電磁波の吸収率(後述する)が被処理基板と同一または略同一である材料によって形成された発熱壁(heating wall)と、この発熱壁の外側を取り囲んで電磁波を閉じ込めるシールドと、このシールド内に電磁波を導波管を経由して供給する電磁波源と、を備えている基板処理装置。
(2)前記電磁波の周波数が、0.5〜50GHzであることを特徴とする前記(1)の基板処理装置。
(3)誘電体によって形成されて処理室を形成するプロセスチューブが、前記発熱壁内に設けられていることを特徴とする前記(1)(2)の基板処理装置。
(4)誘電体によって形成されて処理室を形成するプロセスチューブが、前記発熱壁外に設けられていることを特徴とする前記(1)(2)の基板処理装置。
(5)前記シールド内が小部屋に区画されており、各小部屋に前記導波管がそれぞれ接続されていることを特徴とする前記(1)(2)(3)(4)の基板処理装置。
(6)前記電磁波の周波数が可変に構成されていることを特徴とする前記(1)(2)(3)(4)(5)の基板処理装置。
(7)前記シールド内に前記電磁波を攪拌する攪拌器が設けられていることを特徴とする前記(1)(2)(3)(4)(5)の基板処理装置。
(8)前記シールド内に前記電磁波を攪拌する振動板が設けられていることを特徴とする前記(1)(2)(3)(4)(5)の基板処理装置。
(1)電磁波の吸収率(後述する)が被処理基板と同一または略同一である材料によって形成された発熱壁(heating wall)と、この発熱壁の外側を取り囲んで電磁波を閉じ込めるシールドと、このシールド内に電磁波を導波管を経由して供給する電磁波源と、を備えている基板処理装置。
(2)前記電磁波の周波数が、0.5〜50GHzであることを特徴とする前記(1)の基板処理装置。
(3)誘電体によって形成されて処理室を形成するプロセスチューブが、前記発熱壁内に設けられていることを特徴とする前記(1)(2)の基板処理装置。
(4)誘電体によって形成されて処理室を形成するプロセスチューブが、前記発熱壁外に設けられていることを特徴とする前記(1)(2)の基板処理装置。
(5)前記シールド内が小部屋に区画されており、各小部屋に前記導波管がそれぞれ接続されていることを特徴とする前記(1)(2)(3)(4)の基板処理装置。
(6)前記電磁波の周波数が可変に構成されていることを特徴とする前記(1)(2)(3)(4)(5)の基板処理装置。
(7)前記シールド内に前記電磁波を攪拌する攪拌器が設けられていることを特徴とする前記(1)(2)(3)(4)(5)の基板処理装置。
(8)前記シールド内に前記電磁波を攪拌する振動板が設けられていることを特徴とする前記(1)(2)(3)(4)(5)の基板処理装置。
前記(1)によれば、電磁波によって発熱壁および被処理基板が加熱されるので、減圧下においても被処理基板を効果的に加熱することができ、また、低温領域での温度を適正かつ精密に制御することができる。
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、ICの製造方法において、ウエハに各種の熱処理を施すバッチ式縦型ホットウオール形熱処理装置(以下、バッチ式熱処理装置という。)として構成されている。
図1および図2に示されているように、本実施の形態に係るバッチ式熱処理装置10においては、被処理基板であるウエハ1を収納して搬送するためのウエハキャリアとしては、FOUP(以下、ポッドという。)2が使用されている。
本実施の形態に係るバッチ式熱処理装置10は筐体11を備えている。
筐体11の正面壁11aの正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口12が開設され、この正面メンテナンス口12を開閉する正面メンテナンス扉13、13がそれぞれ建て付けられている。
筐体11の正面壁11aにはポッド搬入搬出口14が筐体11の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口14はフロントシャッタ15によって開閉されるようになっている。
ポッド搬入搬出口14の正面前方側にはロードポート16が設置されており、ロードポート16はポッド2を載置されて位置合わせするように構成されている。
ポッド2はロードポート16上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、かつまた、ロードポート16上から搬出されるようになっている。
本実施の形態に係るバッチ式熱処理装置10は筐体11を備えている。
筐体11の正面壁11aの正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口12が開設され、この正面メンテナンス口12を開閉する正面メンテナンス扉13、13がそれぞれ建て付けられている。
筐体11の正面壁11aにはポッド搬入搬出口14が筐体11の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口14はフロントシャッタ15によって開閉されるようになっている。
ポッド搬入搬出口14の正面前方側にはロードポート16が設置されており、ロードポート16はポッド2を載置されて位置合わせするように構成されている。
ポッド2はロードポート16上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、かつまた、ロードポート16上から搬出されるようになっている。
筐体11内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚17が設置されており、回転式ポッド棚17は複数個のポッド2を保管するように構成されている。
すなわち、回転式ポッド棚17は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱18と、支柱18に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板19とを備えており、複数枚の棚板19はポッド2を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。
すなわち、回転式ポッド棚17は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱18と、支柱18に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板19とを備えており、複数枚の棚板19はポッド2を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。
筐体11内におけるロードポート16と回転式ポッド棚17との間には、ポッド搬送装置20が設置されている。ポッド搬送装置20はポッド2を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ20aとポッド搬送機構20bとで構成されている。
ポッド搬送装置20はポッドエレベータ20aとポッド搬送機構20bとの連続動作により、ロードポート16と回転式ポッド棚17とポッドオープナ21との間でポッド2を搬送するように構成されている。
ポッド搬送装置20はポッドエレベータ20aとポッド搬送機構20bとの連続動作により、ロードポート16と回転式ポッド棚17とポッドオープナ21との間でポッド2を搬送するように構成されている。
ポッドオープナ21はポッド2を載置する載置台22、22と、ポッド2のキャップを着脱するキャップ着脱機構23、23とを備えている。ポッドオープナ21は載置台22に載置されたポッド2のキャップをキャップ着脱機構23によって着脱することにより、ポッド2のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
筐体11内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体24が後端にわたって構築されている。サブ筐体24の正面壁24aにはウエハ1をサブ筐体24内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口25が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口25、25には一対のポッドオープナ21、21がそれぞれ設置されている。
サブ筐体24はポッド搬送装置20や回転式ポッド棚17の設置空間から流体的に隔絶された移載室26を構成している。移載室26の前側領域にはウエハ移載機構27が設置されている。
ウエハ移載機構27はウエハ1を水平面内において回転ないし直動可能なウエハ移載装置27aと、ウエハ移載装置27aを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ27bとで構成されている。
図1に想像線で示されているように、ウエハ移載装置エレベータ27bは筐体11の右側端部とサブ筐体24の移載室26の前方領域右端部との間に設置されている。
ウエハ移載装置エレベータ27bおよびウエハ移載装置27aの連続動作により、ウエハ移載装置27aのツィーザ27cをウエハ1の載置部として後記するボートに対してウエハ1を装填(チャージング)および脱装(ディスチャージング)するように構成されている。
ウエハ移載機構27はウエハ1を水平面内において回転ないし直動可能なウエハ移載装置27aと、ウエハ移載装置27aを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ27bとで構成されている。
図1に想像線で示されているように、ウエハ移載装置エレベータ27bは筐体11の右側端部とサブ筐体24の移載室26の前方領域右端部との間に設置されている。
ウエハ移載装置エレベータ27bおよびウエハ移載装置27aの連続動作により、ウエハ移載装置27aのツィーザ27cをウエハ1の載置部として後記するボートに対してウエハ1を装填(チャージング)および脱装(ディスチャージング)するように構成されている。
移載室26の後側領域にはボートを収容して待機させる待機部28が構成されている。待機部28の天井面には炉口シャッタ29が設けられており、炉口シャッタ29は後記する処理炉の炉口を開閉するように構成されている。
図1に想像線で示されているように、筐体11の右側端部とサブ筐体24の待機部28の右端部との間には、ボートエレベータ30が設置されている。ボートエレベータ30の昇降台に連結された連結具としてのアーム31には蓋体としてのシールキャップ32が水平に据え付けられている。
図1に示されているように、移載室26のウエハ移載装置エレベータ27b側およびボートエレベータ30側と反対側である左側端部には、供給フアンおよび防塵フィルタによって構成されたクリーンユニット33が設置されている。クリーンユニット33は清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア34(図1の矢印参照)を供給するように構成されている。
図示はしないが、ウエハ移載装置27aとクリーンユニット33との間には、ウエハの円周方向の位置を整合させるノッチ合わせ装置が設置されている。
クリーンユニット33から吹き出されたクリーンエア34は、ノッチ合わせ装置およびウエハ移載装置27a、待機部28にあるボートに流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体11の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット33の吸い込み側である一次側(供給側)にまで循環され、再びクリーンユニット33によって、移載室26内に吹き出される。
図示はしないが、ウエハ移載装置27aとクリーンユニット33との間には、ウエハの円周方向の位置を整合させるノッチ合わせ装置が設置されている。
クリーンユニット33から吹き出されたクリーンエア34は、ノッチ合わせ装置およびウエハ移載装置27a、待機部28にあるボートに流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体11の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット33の吸い込み側である一次側(供給側)にまで循環され、再びクリーンユニット33によって、移載室26内に吹き出される。
図1および図2に示されているように、筐体11の後側上部には処理炉35が垂直に設置されている。
図3に示されているように、処理炉35はプロセスチューブ36を備えている。プロセスチューブ36は石英等の誘電体が使用されて一端開口で他端閉塞の円筒形状に形成されており、プロセスチューブ36は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持されている。
プロセスチューブ36の筒中空部は複数枚のウエハ1が収容される処理室37を形成しており、プロセスチューブ36の内径は取り扱うウエハ1の最大外径よりも大きくなるように設定されている。
プロセスチューブ36の下端部には炉口フランジ38が設置されており、炉口フランジ38がサブ筐体24に支持されることによりプロセスチューブ36は垂直に据え付けられた状態になっている。炉口フランジ38は処理炉35の炉口39を形成している。
図3に示されているように、処理炉35はプロセスチューブ36を備えている。プロセスチューブ36は石英等の誘電体が使用されて一端開口で他端閉塞の円筒形状に形成されており、プロセスチューブ36は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持されている。
プロセスチューブ36の筒中空部は複数枚のウエハ1が収容される処理室37を形成しており、プロセスチューブ36の内径は取り扱うウエハ1の最大外径よりも大きくなるように設定されている。
プロセスチューブ36の下端部には炉口フランジ38が設置されており、炉口フランジ38がサブ筐体24に支持されることによりプロセスチューブ36は垂直に据え付けられた状態になっている。炉口フランジ38は処理炉35の炉口39を形成している。
プロセスチューブ36の下端部の側壁には排気管40の一端が接続されており、排気管40は他端が排気装置(図示せず)に接続されて処理室37を排気するように構成されている。
プロセスチューブ36の排気管40と異なる位置には、処理室37へ処理ガスを供給するためのガス供給管41の一端が接続されている。
プロセスチューブ36の排気管40と異なる位置には、処理室37へ処理ガスを供給するためのガス供給管41の一端が接続されている。
図3に示されているように、処理炉35の真下近傍に設置されたボートエレベータ30のアーム31には、処理に際して炉口39を閉塞するシールキャップ32が水平に支持されている。
シールキャップ32は炉口フランジ38の外径と略等しい円盤形状に形成されており、ボートエレベータ30によって上昇されることにより、炉口39を気密シールして閉塞するように構成されている。
シールキャップ32は炉口フランジ38の外径と略等しい円盤形状に形成されており、ボートエレベータ30によって上昇されることにより、炉口39を気密シールして閉塞するように構成されている。
シールキャップ32の上には、複数枚のウエハ1を保持して処理室37の内外に搬送するボート42が垂直に立脚されて支持されている。ボート42は石英等の誘電体が使用されて形成されている。
ボート42は上下で一対の端板43、44と、両端板43、44間に架設されて垂直に配設された3本の保持柱45とを備えている。3本の保持柱45にはウエハ1の外周縁部を保持する保持溝46が複数段、上下方向に等間隔に配置されて形成されており、同一段の保持溝46は互いに同一平面を構成するように配置されている。
ボート42は同一段の保持溝46によってウエハ1の外周縁部を保持することにより、複数枚のウエハ1を中心を揃えて整列させた状態で保持し得るようになっている。
ボート42の下部には処理室37からの熱の放射を抑制するための断熱板47が複数枚、配置されている。
シールキャップ32の下面の中央にはロータリーアクチュエータ48が設置されており、ロータリーアクチュエータ48の回転軸49はボート42を回転させるようになっている。
ボート42は上下で一対の端板43、44と、両端板43、44間に架設されて垂直に配設された3本の保持柱45とを備えている。3本の保持柱45にはウエハ1の外周縁部を保持する保持溝46が複数段、上下方向に等間隔に配置されて形成されており、同一段の保持溝46は互いに同一平面を構成するように配置されている。
ボート42は同一段の保持溝46によってウエハ1の外周縁部を保持することにより、複数枚のウエハ1を中心を揃えて整列させた状態で保持し得るようになっている。
ボート42の下部には処理室37からの熱の放射を抑制するための断熱板47が複数枚、配置されている。
シールキャップ32の下面の中央にはロータリーアクチュエータ48が設置されており、ロータリーアクチュエータ48の回転軸49はボート42を回転させるようになっている。
プロセスチューブ36の外部には処理室37を全体にわたって均一に加熱するための発熱壁(heating wall)51が、プロセスチューブ36の周囲を包囲するように同心円に配置されている。
発熱壁51は電磁波の吸収率がウエハ1と同一または略同一である材料が使用されて、プロセスチューブ36よりも大きめの上端が閉塞した円筒形状に形成されている。
例えば、ウエハ1がシリコン製のウエハである場合には、発熱壁51はシリコンによって形成されている。
電磁波の吸収率とは被加熱物に照射した電磁波のエネルギに対する吸収されたエネルギの比であり、以下の関係がある。
(A:被加熱物に照射した電磁波のエネルギ)=(B:被加熱物に吸収された電磁波のエネルギ)+(C:被加熱物を通過した電磁波のエネルギ)+(D:被加熱物から反射された電磁波のエネルギ)
吸収率=(B/A)×100[%]
発熱壁51は電磁波の吸収率がウエハ1と同一または略同一である材料が使用されて、プロセスチューブ36よりも大きめの上端が閉塞した円筒形状に形成されている。
例えば、ウエハ1がシリコン製のウエハである場合には、発熱壁51はシリコンによって形成されている。
電磁波の吸収率とは被加熱物に照射した電磁波のエネルギに対する吸収されたエネルギの比であり、以下の関係がある。
(A:被加熱物に照射した電磁波のエネルギ)=(B:被加熱物に吸収された電磁波のエネルギ)+(C:被加熱物を通過した電磁波のエネルギ)+(D:被加熱物から反射された電磁波のエネルギ)
吸収率=(B/A)×100[%]
発熱壁51の外部には発熱壁51の外側を取り囲んで電磁波を閉じ込めるシールド52が、同心円に設置されている。シールド52は電磁波の外部への漏洩を効果的に防止可能な導電性材料によって、発熱壁51よりも大きめの上端が閉塞した円筒形状に形成されている。
但し、シールド52は導電性材料のみによって形成するに限らない。例えば、導電性材料からなる基材の発熱壁51側の表面に電磁波の反射面や吸収層等を形成した多層シールド材料によって形成してもよい。
但し、シールド52は導電性材料のみによって形成するに限らない。例えば、導電性材料からなる基材の発熱壁51側の表面に電磁波の反射面や吸収層等を形成した多層シールド材料によって形成してもよい。
シールド52の側壁における略中央高さの部位には、電磁波導入ポート53が穿設されており、電磁波導入ポート53にはシールド52内に電磁波を供給する導波管54の一端が接続されている。
導波管54の他端には電磁波を供給する電磁波源55が接続されている。電磁波源55は0.5〜50GHzの電磁波を導波管54に供給するように構成されている。
また、電磁波源55は供給する電磁波の周波数を減少または/および増加することができるように構成されている。
さらに、電磁波源55は処理室37やウエハ1の温度を計測する熱電対等の温度計(図示せず)の計測結果に基づいて、電磁波のエネルギを増減するフィードバック制御(クローズドループ制御)を実行することができるように構成されている。
導波管54の他端には電磁波を供給する電磁波源55が接続されている。電磁波源55は0.5〜50GHzの電磁波を導波管54に供給するように構成されている。
また、電磁波源55は供給する電磁波の周波数を減少または/および増加することができるように構成されている。
さらに、電磁波源55は処理室37やウエハ1の温度を計測する熱電対等の温度計(図示せず)の計測結果に基づいて、電磁波のエネルギを増減するフィードバック制御(クローズドループ制御)を実行することができるように構成されている。
なお、電磁波導入ポート53はシールド52の一箇所に配置するに限らず、複数箇所に配置してもよい。
また、導波管54は電磁波導入ポート53に直接的に接続するに限らず、電磁的拡散レンズ等の電磁波を拡散する電磁波拡散手段を介在させてもよい。
発熱壁51およびシールド52はベース56の上に設置されている。
また、導波管54は電磁波導入ポート53に直接的に接続するに限らず、電磁的拡散レンズ等の電磁波を拡散する電磁波拡散手段を介在させてもよい。
発熱壁51およびシールド52はベース56の上に設置されている。
次に、前記構成に係るバッチ式熱処理装置10の作用を説明する。
図1および図2に示されているように、ポッド2がロードポート16に供給されると、ポッド搬入搬出口14がフロントシャッタ15によって開放され、ロードポート16の上のポッド2はポッド搬送装置20によって筐体11の内部へポッド搬入搬出口14から搬入される。
搬入されたポッド2は回転式ポッド棚17の指定された棚板19へポッド搬送装置20によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後に、棚板19から一方のポッドオープナ21に搬送されて載置台22に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ21に搬送されて載置台22に移載される。
この際、ポッドオープナ21のウエハ搬入搬出口25はキャップ着脱機構23によって閉じられており、移載室26にはクリーンエア34が流通され、循環されている。
例えば、移載室26にはクリーンエア34として窒素ガスが循環することにより、酸素濃度が20ppm以下と、筐体11の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
搬入されたポッド2は回転式ポッド棚17の指定された棚板19へポッド搬送装置20によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後に、棚板19から一方のポッドオープナ21に搬送されて載置台22に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ21に搬送されて載置台22に移載される。
この際、ポッドオープナ21のウエハ搬入搬出口25はキャップ着脱機構23によって閉じられており、移載室26にはクリーンエア34が流通され、循環されている。
例えば、移載室26にはクリーンエア34として窒素ガスが循環することにより、酸素濃度が20ppm以下と、筐体11の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
載置台22に載置されたポッド2はその開口側端面がサブ筐体24の正面壁24aにおけるウエハ搬入搬出口25の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構23によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。
ポッド2がポッドオープナ21によって開放されると、ウエハ1はポッド2からウエハ移載装置27aのツィーザ27cによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ノッチ合わせ装置にてノッチ合わせされた後に、移載室26の後方にある待機部28へ搬入され、ボート42に装填(チャージング)される。
ボート42にウエハ1を受け渡したウエハ移載装置27aはポッド2に戻り、次のウエハ1をボート42に装填する。
ポッド2がポッドオープナ21によって開放されると、ウエハ1はポッド2からウエハ移載装置27aのツィーザ27cによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ノッチ合わせ装置にてノッチ合わせされた後に、移載室26の後方にある待機部28へ搬入され、ボート42に装填(チャージング)される。
ボート42にウエハ1を受け渡したウエハ移載装置27aはポッド2に戻り、次のウエハ1をボート42に装填する。
この一方(上段または下段)のポッドオープナ21におけるウエハ移載機構27によるウエハのボート42への装填作業中に、他方(下段または上段)のポッドオープナ21には回転式ポッド棚17から別のポッド2がポッド搬送装置20によって搬送されて移載され、ポッドオープナ21によるポッド2の開放作業が同時進行される。
所定の枚数のウエハ1が移載されたボート42は、ボートエレベータ30によって上昇されて、図4に示されているように、処理炉35の処理室37に搬入(ボートローディング)される。
ボート42が上限に達すると、シールキャップ32が炉口39をシール状態に閉塞するために、処理室37は気密に閉じられた状態になる。
気密に閉じられると、処理室37は排気管40によって排気され、発熱壁51によって所定の温度(例えば、200℃程度)に加熱される。
すなわち、電磁波源55から電磁波が導波管54を経由してシールド52内に供給される。シールド52内に供給された電磁波は発熱壁51およびウエハ1に入射して効率的に吸収されるために、発熱壁51およびウエハ1はきわめて効果的に昇温して所定の温度に加熱される。
この際、発熱壁51の全体が発熱するホットウオール形構造であることにより、処理室37の温度は全体にわたって均一に維持された状態になるために、ボート42に保持されたウエハ1群の温度分布は全長にわたって均一になるとともに、各ウエハ1の面内の温度分布も均一かつ同一になる。
ボート42が上限に達すると、シールキャップ32が炉口39をシール状態に閉塞するために、処理室37は気密に閉じられた状態になる。
気密に閉じられると、処理室37は排気管40によって排気され、発熱壁51によって所定の温度(例えば、200℃程度)に加熱される。
すなわち、電磁波源55から電磁波が導波管54を経由してシールド52内に供給される。シールド52内に供給された電磁波は発熱壁51およびウエハ1に入射して効率的に吸収されるために、発熱壁51およびウエハ1はきわめて効果的に昇温して所定の温度に加熱される。
この際、発熱壁51の全体が発熱するホットウオール形構造であることにより、処理室37の温度は全体にわたって均一に維持された状態になるために、ボート42に保持されたウエハ1群の温度分布は全長にわたって均一になるとともに、各ウエハ1の面内の温度分布も均一かつ同一になる。
このとき、シールド52内に供給する電磁波の周波数は、ウエハ1および発熱壁51の電磁波吸収状態を考慮して決定する。
ICを製造する場合には、被処理基板はシリコンウエハに限らず、例えば、ガリウム−砒素等の各種の化合物半導体ウエハのように多岐にわたるが、シールド52内に供給する電磁波の周波数は、0.5GHz以上50GHz以下の範囲が適切である。
発熱壁51による電磁波の吸収率が良好の場合には、吸収された部分のみの温度が上昇するために、発熱壁51とウエハ1との温度差が発生し、均一になるまでに相当の時間が必要になる。
このために、発熱壁51の材質とウエハ1の材質とは、極力、同一とすることが好ましい。同一の材料を使用することができない場合も、電磁波の吸収率や反射率等の物理定数の値が、ウエハ1のそれと近い物質によって発熱壁51を構成する。
ICを製造する場合には、被処理基板はシリコンウエハに限らず、例えば、ガリウム−砒素等の各種の化合物半導体ウエハのように多岐にわたるが、シールド52内に供給する電磁波の周波数は、0.5GHz以上50GHz以下の範囲が適切である。
発熱壁51による電磁波の吸収率が良好の場合には、吸収された部分のみの温度が上昇するために、発熱壁51とウエハ1との温度差が発生し、均一になるまでに相当の時間が必要になる。
このために、発熱壁51の材質とウエハ1の材質とは、極力、同一とすることが好ましい。同一の材料を使用することができない場合も、電磁波の吸収率や反射率等の物理定数の値が、ウエハ1のそれと近い物質によって発熱壁51を構成する。
電磁波供給後に、図示しない温度計の計測温度が目標温度(例えば、200℃)に近づくように、電磁波源55からシールド52内に供給する電磁波のエネルギを制御する。
このフィードバック制御における目標温度と計測温度との許容範囲については、許容範囲を狭くすると、処理を開始するまでの時間が長くなり、許容範囲を広くすると、ウエハ1に対する処理の状態の信頼性が低下する。
図示しない温度計の計測温度が目標温度(例えば、200℃)に対する許容範囲に入ったら、その状態を維持して所定の時間だけ熱処理を実施する。
例えば、ボート42をロータリーアクチュエータ48によって回転させながら、所定の処理ガス(図示せず)をガス供給管41から所定の時間だけ供給する。
このフィードバック制御における目標温度と計測温度との許容範囲については、許容範囲を狭くすると、処理を開始するまでの時間が長くなり、許容範囲を広くすると、ウエハ1に対する処理の状態の信頼性が低下する。
図示しない温度計の計測温度が目標温度(例えば、200℃)に対する許容範囲に入ったら、その状態を維持して所定の時間だけ熱処理を実施する。
例えば、ボート42をロータリーアクチュエータ48によって回転させながら、所定の処理ガス(図示せず)をガス供給管41から所定の時間だけ供給する。
予め設定された処理時間が経過すると、ボート42の回転、処理ガスの供給、電磁波の供給および排気管40の排気が停止された後に、ボートエレベータ30によってシールキャップ32が下降されることにより、炉口39が開口されるとともに、ボート42が炉口39から処理室37の外部に搬出(ボートアンローディング)される。
処理室37の外部に搬出されたウエハ1は、前述したウエハ移載機構27の作動とは逆の手順により、ポッド2内に収納される。
以上の作動が繰り返されることにより、複数枚のウエハ1がバッチ処理される。
以上の作動が繰り返されることにより、複数枚のウエハ1がバッチ処理される。
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
1) 電磁波によってウエハおよび発熱壁を加熱することにより、ウエハを直接的に加熱することができるとともに、発熱壁を熱容量を小さくした状態でウエハと同時に昇温させることができるので、ウエハを効果的に加熱することができ、また、低温領域での温度を適正かつ精密に制御することができる。
2) 複数枚のウエハをホットウオール形の発熱壁によって一律に加熱することにより、ウエハのボート全長および各ウエハ面内の温度を均一に分布させることができるため、ウエハの熱処理状況をウエハ面内および各ウエハ相互間のいずれにおいても均一化することができる。
3) 複数枚のウエハを一括してバッチ処理することにより、ウエハを一枚ずつ枚葉処理する場合に比べて、スループットを大幅に向上させることができる。
4) 発熱壁の材質とウエハの材質とを同一または均等に設定して、発熱壁についての電磁波の吸収率や反射率等の物理定数の値をウエハのそれと近い値に設定することにより、発熱壁とウエハとの温度差の発生を抑制することができるので、均一になるまでの時間を短縮することができる。
5) シールド内に供給する電磁波の周波数を0.5GHz以上50GHz以下の範囲に設定することにより、各種の半導体ウエハに対応することができるので、所望のICやその他の半導体装置を製造することができる。
6) シールド内に供給する電磁波のエネルギをフィードバック制御することにより、低温領域での温度をより一層適正かつ精密に制御することができる。
図5は本発明の第二の実施の形態を示す図4に相当する正面断面図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、プロセスチューブ36が発熱壁51の外側に配置されている点である。
本実施の形態によれば、前記実施の形態の効果に加えて、発熱壁51をウエハ1に接近させることができるという効果が得られる。第二実施形態に係る発熱壁51の熱容量は、前述した第一実施形態に係る発熱壁51の熱容量よりも小さくすることができるため、ウエハ1の温度制御性能を向上させることができる。
本実施の形態によれば、前記実施の形態の効果に加えて、発熱壁51をウエハ1に接近させることができるという効果が得られる。第二実施形態に係る発熱壁51の熱容量は、前述した第一実施形態に係る発熱壁51の熱容量よりも小さくすることができるため、ウエハ1の温度制御性能を向上させることができる。
図6は本発明の第三の実施の形態を示す図4に相当する正面断面図である。
図7はその一部省略一部切断斜視図である。
図7はその一部省略一部切断斜視図である。
本実施の形態が前記第一の実施形態と異なる点は、プロセスチューブ36が発熱壁51の外側に配置されている点と、シールド52内が二つの小部屋57、57に区画されているとともに、各小部屋57、57に導波管54、54を介して電磁波源55がそれぞれ接続されている点である。
すなわち、シールド52の側壁の上部および中央部には仕切板58、58がそれぞれ径方向内向きに突設されており、各仕切板58、58はプロセスチューブ36および発熱壁51の内側に至っている。
ボート42の中央部および下部にもシールドの一部を構成する仕切板59、59が外側の仕切板58、58に対向するように配置されている。ボート42の各仕切板59、59の上面および下面には発熱壁51の一部を構成する分割発熱壁60、60がそれぞれ配置されている。
本実施の形態によれば、前記実施の形態の効果に加えて、上下の小部屋57、57に供給する電磁波のエネルギを制御することにより、ボート42の上下方向における温度分布をより一層精密に制御することができるという効果が得られる。
なお、シールド52内を区画する小部屋57の数は、ボート42のウエハ積載方向の温度分布をどの程度の精度で制御するかによって決まるが、例えば、直径300mmのウエハ1を100枚積載する場合には、2〜5分割すればよい。
すなわち、シールド52の側壁の上部および中央部には仕切板58、58がそれぞれ径方向内向きに突設されており、各仕切板58、58はプロセスチューブ36および発熱壁51の内側に至っている。
ボート42の中央部および下部にもシールドの一部を構成する仕切板59、59が外側の仕切板58、58に対向するように配置されている。ボート42の各仕切板59、59の上面および下面には発熱壁51の一部を構成する分割発熱壁60、60がそれぞれ配置されている。
本実施の形態によれば、前記実施の形態の効果に加えて、上下の小部屋57、57に供給する電磁波のエネルギを制御することにより、ボート42の上下方向における温度分布をより一層精密に制御することができるという効果が得られる。
なお、シールド52内を区画する小部屋57の数は、ボート42のウエハ積載方向の温度分布をどの程度の精度で制御するかによって決まるが、例えば、直径300mmのウエハ1を100枚積載する場合には、2〜5分割すればよい。
ところで、電磁波の周波数はウエハ1と発熱壁51の電磁波の吸収状態を考慮して決定すると説明したが、例えば、調理器具等で一般的に使用されている2.45GHzのマイクロ波(波長0.1mm〜1m程度)を採用すると、シールド52内に定在波が発生し、電磁波のエネルギ伝播の腹(振幅の最も大きな部分)に相当する場所の被加熱物(ウエハ1や発熱壁51)の温度が上昇するために、不均一な加熱状態になる。
数百のICが形成されるウエハをバッチ処理する場合には、この不均一な加熱状態は極力、抑制しなければならない。
この電磁波による被加熱物の不均一な加熱状態を抑制する手段としては、以下の三つのものがある。
数百のICが形成されるウエハをバッチ処理する場合には、この不均一な加熱状態は極力、抑制しなければならない。
この電磁波による被加熱物の不均一な加熱状態を抑制する手段としては、以下の三つのものがある。
第一は、図示しないが、シールド52内に供給する電磁波の周波数を特定の波長を中心にある範囲で周波数を変動させる方法式である。すなわち、周波数を変動させることにより、定在波の状態を変化させることができるために、被加熱物(ウエハ1や発熱壁51)の不均一な加熱状態の発生を抑制することができる。
この場合、電磁波源には進行波管等を使用する。
この場合、電磁波源には進行波管等を使用する。
第二は、図8および図9に示されているように、シールド内に回転翼を設けて、電磁波を攪拌することにより、定在波の腹の位置を回転翼の動きに対応させて変化させる手段である。
図8に示された実施の形態は、第二の実施の形態に係るシールド52内の天井に回転翼61を設置したものである。
図9に示された実施の形態は、第三の実施の形態に係る上下の小部屋57、57に回転翼62、62をそれぞれ設置したものである。
第三は、図10に示されているように、シールド内に振動板を設けて、定在波が発生する空間の寸法を変化させることにより、定在波の腹の位置を振動板の動きに対応させて変化させる手段である。
図10に示された実施の形態は、第三の実施の形態に係る上下の小部屋57、57に振動板63、63をそれぞれ設置したものである。
図10に示された実施の形態は、第三の実施の形態に係る上下の小部屋57、57に振動板63、63をそれぞれ設置したものである。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、プロセスチューブは省略してもよい。
本発明に係るバッチ式熱処理装置は、拡散装置や減圧CVD装置およびアニール装置等の基板処理装置全般に使用することができる。特に、本発明に係る基板処理装置は、減圧下で低温領域の熱処理を施す場合に優れた効果を奏する。
また、被処理基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
1…ウエハ(基板)、2…ポッド、10…バッチ式熱処理装置(基板処理装置)、11…筐体、12…正面メンテナンス口、13…正面メンテナンス扉、14…ポッド搬入搬出口、15…フロントシャッタ、16…ロードポート、17…回転式ポッド棚、18…支柱、19…棚板、20…ポッド搬送装置、20a…ポッドエレベータ、20b…ポッド搬送機構、21…ポッドオープナ、22…載置台、23…キャップ着脱機構、24…サブ筐体、24a…正面壁、25…ウエハ搬入搬出口、26…移載室、27…ウエハ移載機構、27a…ウエハ移載装置、27b…ウエハ移載装置エレベータ、27c…ツィーザ、28…待機部、29…炉口シャッタ、30…ボートエレベータ、31…アーム、32…シールキャップ、33…クリーンユニット、34…クリーンエア、35…処理炉、36…プロセスチューブ、37…処理室、38…炉口フランジ、39…炉口、40…排気管、41…ガス供給管、42…ボート(搬送治具)、43、44…端板、45…保持柱、46…保持溝、47…断熱板、48…ロータリーアクチュエータ、49…回転軸、51…発熱壁、52…シールド、53…電磁波導入ポート、54…導波管、55…電磁波源、56…ベース、57…小部屋、58…仕切板、59…仕切板、60…分割発熱壁、61…回転翼、62…回転翼、63…振動板。
Claims (1)
- 電磁波の吸収率が被処理基板と同一または略同一である材料によって形成された発熱壁と、この発熱壁の外側を取り囲んで電磁波を閉じ込めるシールドと、このシールド内に電磁波を導波管を経由して供給する電磁波源と、を備えている基板処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006296117A JP2008112922A (ja) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | 基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006296117A JP2008112922A (ja) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | 基板処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008112922A true JP2008112922A (ja) | 2008-05-15 |
Family
ID=39445268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006296117A Pending JP2008112922A (ja) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | 基板処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008112922A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010055946A1 (ja) * | 2008-11-17 | 2010-05-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理装置 |
JP2011077065A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置 |
-
2006
- 2006-10-31 JP JP2006296117A patent/JP2008112922A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010055946A1 (ja) * | 2008-11-17 | 2010-05-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理装置 |
JP2010123635A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置 |
CN102217049A (zh) * | 2008-11-17 | 2011-10-12 | 东京毅力科创株式会社 | 处理装置 |
US8513578B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-08-20 | Tokyo Electron Limited | Electromagnetic wave processing apparatus |
JP2011077065A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI754039B (zh) | 基板加熱裝置 | |
KR102311459B1 (ko) | 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 및 프로그램 | |
KR101999890B1 (ko) | 열처리 장치, 기판 처리 장치 및 열처리 방법 | |
WO2012133441A1 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法 | |
JP2001110793A (ja) | 熱処理装置および基板処理装置 | |
JP6841920B2 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
JP7011033B2 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
JP3527868B2 (ja) | 半導体基板の熱処理装置及び熱処理方法 | |
JP3585215B2 (ja) | 基板処理装置 | |
JP2010080555A (ja) | 基板処理装置 | |
JP2009302177A (ja) | 基板処理装置 | |
JP2008112922A (ja) | 基板処理装置 | |
KR20190012965A (ko) | 기판 처리 장치 및 방법 | |
JP2007005399A (ja) | 基板処理装置 | |
JP2009188161A (ja) | 基板処理装置 | |
JP2012195570A (ja) | 基板処理装置及び基板処理方法 | |
JP2010080537A (ja) | 基板処理装置 | |
JP2001189368A (ja) | 基板処理装置及び基板処理方法 | |
KR20190042839A (ko) | 기판 처리 장치 및 방법 | |
JP6992156B2 (ja) | 処理装置、排気システム、半導体装置の製造方法 | |
KR102403200B1 (ko) | 기판 지지 유닛, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 | |
JP2010073952A (ja) | 基板処理装置 | |
JP4015015B2 (ja) | 熱処理装置 | |
KR102166492B1 (ko) | 열처리 장치 | |
JPWO2019180966A1 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム |