JP2023125683A - Heat treatment equipment and heat treatment method - Google Patents

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Abstract

To provide heat treatment equipment and a heat treatment method that enable secure prevention of flowing of atmosphere including oxygen gas into chambers having low-oxygen atmosphere.SOLUTION: A transfer chamber 170 and a film thickness measurement chamber 301 are connected together through a gate valve 302. A gate valve 302 opens and closes an opening 350 in which the transfer chamber 170 and film thickness measurement chamber 301 are communicated with each other. A gas supply port 501 is provided nearby one longitudinal end portion of the opening 350, and an exhaust port 502 is provided nearby the other end portion. When the gate valve 302 opens the opening 350, a nitrogen gas jetted from the gas supply port 501 is sucked into the exhaust port 502, and as a result, curtain of the nitrogen gas covering the opening 350 is formed. A flow of the curtain of the nitrogen gas is parallel to a semiconductor wafer W transferred at the opening 350.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、基板に対してフラッシュランプアニール等の加熱処理を行う熱処理装置および熱処理方法に関する。処理対象となる基板には、例えば、半導体ウェハー、液晶表示装置用基板、flat panel display(FPD)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、または、太陽電池用基板などが含まれる。 The present invention relates to a heat treatment apparatus and a heat treatment method for performing heat treatment such as flash lamp annealing on a substrate. Substrates to be processed include, for example, semiconductor wafers, liquid crystal display substrates, flat panel display (FPD) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, solar cell substrates, and the like.

半導体デバイスの製造プロセスにおいて、極めて短時間で半導体ウェハーを加熱するフラッシュランプアニール(FLA)が注目されている。フラッシュランプアニールは、キセノンフラッシュランプ(以下、単に「フラッシュランプ」とするときにはキセノンフラッシュランプを意味する)を使用して半導体ウェハーの表面にフラッシュ光を照射することにより、半導体ウェハーの表面のみを極めて短時間(数ミリ秒以下)に昇温させる熱処理技術である。 In the manufacturing process of semiconductor devices, flash lamp annealing (FLA), which heats semiconductor wafers in an extremely short period of time, is attracting attention. Flash lamp annealing is a process in which only the surface of a semiconductor wafer is extremely polished by irradiating the surface of the semiconductor wafer with flash light using a xenon flash lamp (hereinafter simply referred to as "flash lamp"). This is a heat treatment technology that raises the temperature in a short period of time (several milliseconds or less).

キセノンフラッシュランプの放射分光分布は紫外域から近赤外域であり、従来のハロゲンランプよりも波長が短く、シリコンの半導体ウェハーの基礎吸収帯とほぼ一致している。よって、キセノンフラッシュランプから半導体ウェハーにフラッシュ光を照射したときには、透過光が少なく半導体ウェハーを急速に昇温することが可能である。また、数ミリ秒以下の極めて短時間のフラッシュ光照射であれば、半導体ウェハーの表面近傍のみを選択的に昇温できることも判明している。 The radiation spectral distribution of a xenon flash lamp ranges from the ultraviolet region to the near-infrared region, which has a shorter wavelength than that of conventional halogen lamps and roughly matches the fundamental absorption band of silicon semiconductor wafers. Therefore, when a semiconductor wafer is irradiated with flash light from a xenon flash lamp, the amount of transmitted light is small and it is possible to rapidly raise the temperature of the semiconductor wafer. It has also been found that by irradiating flash light for an extremely short period of several milliseconds or less, it is possible to selectively raise the temperature only in the vicinity of the surface of the semiconductor wafer.

このようなフラッシュランプアニールは、極短時間の加熱が必要とされる処理、例えば典型的には半導体ウェハーに注入された不純物の活性化に利用される。イオン注入法によって不純物が注入された半導体ウェハーの表面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射すれば、当該半導体ウェハーの表面を極短時間だけ活性化温度にまで昇温することができ、不純物を深く拡散させることなく、不純物活性化のみを実行することができるのである。 Such flash lamp annealing is used for processes that require very short heating times, such as typically for activating impurities implanted into semiconductor wafers. By irradiating the surface of a semiconductor wafer into which impurities have been implanted using the ion implantation method with flash light from a flash lamp, the surface of the semiconductor wafer can be heated to the activation temperature for a very short period of time, allowing the impurities to be deeply diffused. Therefore, only impurity activation can be performed without activating the impurity.

一般に、フラッシュランプアニールのような熱処理を行う処理チャンバーでは低酸素濃度の雰囲気が要求される。また、加熱処理直後の高温の半導体ウェハーを取り扱う搬送チャンバーにも低酸素濃度の雰囲気が求められる。このため、処理チャンバーおよび搬送チャンバー内を低酸素濃度に維持するだけでなく、それらに隣接するチャンバーについても密閉構造として常時窒素ガスを供給することによって低酸素濃度雰囲気としている。 Generally, a processing chamber that performs heat treatment such as flash lamp annealing requires an atmosphere with a low oxygen concentration. Furthermore, an atmosphere with a low oxygen concentration is required in a transfer chamber that handles high-temperature semiconductor wafers immediately after heat treatment. For this reason, not only the processing chamber and the transfer chamber are maintained at a low oxygen concentration, but also the chambers adjacent thereto are kept in a sealed structure and nitrogen gas is constantly supplied to create a low oxygen concentration atmosphere.

ところが、チャンバーの種類によっては、密閉構造とすることが困難であるために、一定以上の低酸素濃度とすることが困難なチャンバーも存在する。比較的酸素濃度の高い雰囲気から低酸素濃度雰囲気のチャンバーへの酸素ガスの巻き込みを防止する技術として、特許文献1にはチャンバーの開口部の前方に不活性ガスのカーテンを形成することが提案されている。 However, depending on the type of chamber, it is difficult to make the structure airtight, and therefore, there are some chambers in which it is difficult to maintain a low oxygen concentration above a certain level. As a technique for preventing oxygen gas from being drawn into a chamber having a relatively low oxygen concentration atmosphere from a relatively high oxygen concentration atmosphere, Patent Document 1 proposes forming an inert gas curtain in front of the opening of the chamber. ing.

特開2002-75888号公報JP2002-75888A

しかしながら、特許文献1に開示の技術では、上下方向に向かうカーテンを形成しているため、半導体ウェハー等の被処理物によってカーテンが遮られることがある。そうすると、カーテンによる雰囲気遮断効果が得られなくなり、低酸素濃度雰囲気のチャンバーに酸素ガスが流入するのを防げなくなるという問題が生じる。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since a curtain is formed that extends in the vertical direction, the curtain may be blocked by an object to be processed such as a semiconductor wafer. In this case, a problem arises in that the curtain cannot provide the effect of blocking the atmosphere, and it becomes impossible to prevent oxygen gas from flowing into the chamber having a low oxygen concentration atmosphere.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、酸素ガスを含む雰囲気の流入を確実に防止することができる熱処理装置および熱処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus and a heat treatment method that can reliably prevent the inflow of an atmosphere containing oxygen gas.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、基板に対して加熱処理を行う熱処理装置において、基板を搬送する搬送ロボットを設けた第1チャンバーと、前記第1チャンバーに連結された第2チャンバーと、前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとの連結部分に設けられ、前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとを連通する開口部を開閉するゲートバルブと、前記開口部を覆うように不活性ガスを噴出するガス供給部と、前記ガス供給部から噴出された不活性ガスを吸引して排気する排気部と、を備え、前記ガス供給部から噴出された不活性ガスを前記排気部が吸引することによって、前記開口部を覆う不活性ガスのカーテンが形成され、前記ガス供給部から前記排気部へと向かう前記カーテンの流れは、前記搬送ロボットによって前記開口部を経由して前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとの間で搬送される基板と平行であり、前記ガス供給部は、前記ゲートバルブが前記開口部を開放したときのみ不活性ガスを噴出することを特徴とする。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 provides a heat treatment apparatus that performs heat treatment on a substrate, including a first chamber provided with a transfer robot that transfers the substrate, and a second chamber connected to the first chamber. a chamber; a gate valve provided at a connecting portion between the first chamber and the second chamber to open and close an opening communicating the first chamber and the second chamber; and a gate valve configured to cover the opening. The exhaust section includes a gas supply section that spouts active gas, and an exhaust section that sucks and exhausts the inert gas spouted from the gas supply section, and the exhaust section sucks and exhausts the inert gas spouted from the gas supply section. By suctioning, a curtain of inert gas is formed covering the opening, and the flow of the curtain from the gas supply section to the exhaust section is directed by the transport robot through the opening and into the first The gas supply unit is parallel to the substrate being transferred between the chamber and the second chamber, and the gas supply unit blows out the inert gas only when the gate valve opens the opening.

また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る熱処理装置において、前記ガス供給部は、前記第1チャンバーに設けられた第1ガス供給ポート、および、前記第2チャンバーに設けられた第2ガス供給ポートを含み、前記排気部は、前記第1チャンバーに設けられた第1排気ポート、および、前記第2チャンバーに設けられた第2排気ポートを含み、前記第1ガス供給ポートから噴出された不活性ガスを前記第1排気ポートが吸引することによって、前記第1チャンバー側に不活性ガスの第1のカーテンが形成され、前記第2ガス供給ポートから噴出された不活性ガスを前記第2排気ポートが吸引することによって、前記第2チャンバー側に不活性ガスの第2のカーテンが形成されることを特徴とする。 Further, the invention of claim 2 is the heat treatment apparatus according to the invention of claim 1, wherein the gas supply section includes a first gas supply port provided in the first chamber and a first gas supply port provided in the second chamber. The exhaust section includes a second gas supply port, and the exhaust section includes a first exhaust port provided in the first chamber and a second exhaust port provided in the second chamber. A first curtain of inert gas is formed on the first chamber side by suction of the inert gas ejected from the second gas supply port, and the inert gas ejected from the second gas supply port is sucked by the first exhaust port. A second curtain of inert gas is formed on the second chamber side by suction from the second exhaust port.

また、請求項3の発明は、請求項2の発明に係る熱処理装置において、前記第1のカーテンの流れの向きと前記第2のカーテンの流れの向きとは逆向きであることを特徴とする。 Further, the invention of claim 3 is characterized in that, in the heat treatment apparatus according to the invention of claim 2, the flow direction of the first curtain and the flow direction of the second curtain are opposite to each other. .

また、請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記カーテンの流れと平行な前記開口部の長さは、前記カーテンの流れと垂直な前記開口部の幅よりも長いことを特徴とする。 Further, the invention according to claim 4 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the length of the opening parallel to the flow of the curtain is equal to the length of the opening perpendicular to the flow of the curtain. It is characterized by being longer than the width of the opening.

また、請求項5の発明は、請求項1から請求項4のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記第2チャンバーは、基板に成膜された薄膜の膜厚を計測する膜厚計測ユニット、または、基板の裏面の傷を検査する裏面検査ユニットを有することを特徴とする。 Further, the invention according to claim 5 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the second chamber is a film thickness measurement unit that measures the thickness of a thin film formed on a substrate. Alternatively, the present invention is characterized by having a backside inspection unit that inspects flaws on the backside of the substrate.

また、請求項6の発明は、請求項1から請求項5のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記第1チャンバーには、基板に光を照射して当該基板の加熱処理を行う処理チャンバーがさらに連結されることを特徴とする。 Further, the invention according to claim 6 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the first chamber includes a processing chamber for performing heat treatment on the substrate by irradiating the substrate with light. are further connected.

また、請求項7の発明は、請求項1から請求項6のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記カーテンは水平方向に沿って流れることを特徴とする。 Moreover, the invention according to claim 7 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the curtain flows in a horizontal direction.

また、請求項8の発明は、請求項1から請求項7のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記ガス供給部が噴出する不活性ガスは窒素ガスであることを特徴とする。 Moreover, the invention according to claim 8 is characterized in that, in the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7, the inert gas ejected by the gas supply section is nitrogen gas.

また、請求項9の発明は、基板に対して加熱処理を行う熱処理方法において、基板を搬送する搬送ロボットを設けた第1チャンバーと、前記第1チャンバーに連結された第2チャンバーとの連結部分に設けられたゲートバルブが前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとを連通する開口部を開放する開放工程と、前記ゲートバルブが前記開口部を開放したときのみ、前記開口部を覆う不活性ガスのカーテンを形成するカーテン形成工程と、を備え、前記カーテン形成工程にて形成される前記カーテンの流れは、前記搬送ロボットによって前記開口部を経由して前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとの間で搬送される基板と平行であることを特徴とする。 Further, the invention according to claim 9 provides a heat treatment method for performing heat treatment on a substrate, in which a connecting portion between a first chamber provided with a transfer robot for conveying the substrate and a second chamber connected to the first chamber is provided. an opening step in which a gate valve provided in the opening opens an opening that communicates the first chamber and the second chamber; and an inert gas that covers the opening only when the gate valve opens the opening. a curtain forming step of forming a curtain of It is characterized by being parallel to the substrates being transported between them.

また、請求項10の発明は、請求項9の発明に係る熱処理方法において、前記カーテン形成工程では、前記第1チャンバー側に不活性ガスの第1のカーテンを形成するとともに、前記第2チャンバー側に不活性ガスの第2のカーテンを形成することを特徴とする。 Further, the invention of claim 10 is the heat treatment method according to the invention of claim 9, wherein in the curtain forming step, a first curtain of inert gas is formed on the first chamber side, and a first curtain of inert gas is formed on the second chamber side. forming a second curtain of inert gas.

また、請求項11の発明は、請求項10の発明に係る熱処理方法において、前記第1のカーテンの流れの向きと前記第2のカーテンの流れの向きとは逆向きであることを特徴とする。 Further, the invention of claim 11 is characterized in that in the heat treatment method according to the invention of claim 10, the flow direction of the first curtain and the flow direction of the second curtain are opposite to each other. .

また、請求項12の発明は、請求項9から請求項11のいずれかの発明に係る熱処理方法において、前記カーテンの流れと平行な前記開口部の長さは、前記カーテンの流れと垂直な前記開口部の幅よりも長いことを特徴とする。 Further, the invention of claim 12 is the heat treatment method according to any one of claims 9 to 11, wherein the length of the opening parallel to the flow of the curtain is the length of the opening perpendicular to the flow of the curtain. It is characterized by being longer than the width of the opening.

また、請求項13の発明は、請求項9から請求項12のいずれかの発明に係る熱処理方法において、前記第2チャンバーでは、基板に成膜された薄膜の膜厚計測または基板の裏面の傷の検査が行われることを特徴とする。 Further, the invention according to claim 13 is the heat treatment method according to any one of claims 9 to 12, in which the second chamber measures the thickness of a thin film formed on the substrate or scratches on the back surface of the substrate. It is characterized by the following tests being carried out.

また、請求項14の発明は、請求項9から請求項13のいずれかの発明に係る熱処理方法において、前記第1チャンバーには、基板に光を照射して当該基板の加熱処理を行う処理チャンバーがさらに連結されることを特徴とする。 In addition, the invention of claim 14 is the heat treatment method according to any one of claims 9 to 13, wherein the first chamber includes a processing chamber for heating the substrate by irradiating the substrate with light. are further connected.

また、請求項15の発明は、請求項9から請求項14のいずれかの発明に係る熱処理方法において、前記カーテンは水平方向に沿って流れることを特徴とする。 Moreover, the invention according to claim 15 is the heat treatment method according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the curtain flows in a horizontal direction.

また、請求項16の発明は、請求項9から請求項15のいずれかの発明に係る熱処理方法において、前記カーテンを形成する不活性ガスは窒素ガスであることを特徴とする。 Moreover, the invention of claim 16 is characterized in that in the heat treatment method according to any one of claims 9 to 15, the inert gas forming the curtain is nitrogen gas.

請求項1から請求項8の発明によれば、第1チャンバーと第2チャンバーとを連通する開口部を覆う不活性ガスのカーテンが形成され、カーテンの流れは搬送される基板と平行であるため、基板によってカーテンの流れが遮られることはなく、酸素ガスを含む雰囲気の流入を確実に防止することができる。 According to the invention of claims 1 to 8, an inert gas curtain is formed that covers the opening that communicates the first chamber and the second chamber, and the flow of the curtain is parallel to the substrate being transported. , the flow of the curtain is not obstructed by the substrate, and the inflow of atmosphere containing oxygen gas can be reliably prevented.

特に、請求項2の発明によれば、第1チャンバー側に不活性ガスの第1のカーテンが形成され、第2チャンバー側に不活性ガスの第2のカーテンが形成されるため、酸素ガスを含む雰囲気の流入をより確実に防止することができる。 In particular, according to the invention of claim 2, the first curtain of inert gas is formed on the first chamber side, and the second curtain of inert gas is formed on the second chamber side, so that oxygen gas is It is possible to more reliably prevent the inflow of the containing atmosphere.

特に、請求項3の発明によれば、第1のカーテンの流れの向きと第2のカーテンの流れの向きとは逆向きであるため、第1のカーテンと第2のカーテンとが相互に雰囲気遮断効果を補い合うこととなり、酸素ガスを含む雰囲気の流入をより確実に防止することができる。 In particular, according to the invention of claim 3, since the direction of flow of the first curtain and the direction of flow of the second curtain are opposite, the first curtain and the second curtain have mutual atmospheres. The blocking effects will complement each other, and the inflow of an atmosphere containing oxygen gas can be more reliably prevented.

請求項9から請求項16の発明によれば、第1チャンバーと第2チャンバーとを連通する開口部を覆う不活性ガスのカーテンが形成され、カーテンの流れは搬送される基板と平行であるため、基板によってカーテンの流れが遮られることはなく、酸素ガスを含む雰囲気の流入を確実に防止することができる。 According to the invention of claims 9 to 16, an inert gas curtain is formed that covers the opening that communicates the first chamber and the second chamber, and the flow of the curtain is parallel to the substrate being transported. , the flow of the curtain is not obstructed by the substrate, and the inflow of atmosphere containing oxygen gas can be reliably prevented.

特に、請求項10の発明によれば、第1チャンバー側に不活性ガスの第1のカーテンが形成され、第2チャンバー側に不活性ガスの第2のカーテンが形成されるため、酸素ガスを含む雰囲気の流入をより確実に防止することができる。 In particular, according to the tenth aspect of the invention, the first curtain of inert gas is formed on the first chamber side, and the second curtain of inert gas is formed on the second chamber side, so that oxygen gas is It is possible to more reliably prevent the inflow of the containing atmosphere.

特に、請求項11の発明によれば、第1のカーテンの流れの向きと第2のカーテンの流れの向きとは逆向きであるため、第1のカーテンと第2のカーテンとが相互に雰囲気遮断効果を補い合うこととなり、酸素ガスを含む雰囲気の流入をより確実に防止することができる。 In particular, according to the eleventh aspect of the invention, since the direction of flow of the first curtain and the direction of flow of the second curtain are opposite, the first curtain and the second curtain have mutually different atmospheres. The blocking effects will complement each other, and the inflow of an atmosphere containing oxygen gas can be more reliably prevented.

本発明に係る熱処理装置を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a heat treatment apparatus according to the present invention. 熱処理部の構成を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of a heat treatment section. 保持部の全体外観を示す斜視図である。It is a perspective view showing the whole appearance of a holding part. サセプタの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a susceptor. サセプタの断面図である。It is a sectional view of a susceptor. 移載機構の平面図である。It is a top view of a transfer mechanism. 移載機構の側面図である。It is a side view of a transfer mechanism. 複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of a plurality of halogen lamps. 膜厚測定チャンバーおよび搬送チャンバーに不活性ガスを供給する機構を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a mechanism for supplying inert gas to a film thickness measurement chamber and a transfer chamber. 開口部を搬送チャンバーの側から見た図である。FIG. 3 is a view of the opening viewed from the transfer chamber side. 第2実施形態におけるカーテン形成機構を示す図である。It is a figure which shows the curtain formation mechanism in 2nd Embodiment.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下において、相対的または絶対的な位置関係を示す表現(例えば、「一方向に」、「一方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」、「同軸」、など)は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。また、等しい状態であることを示す表現(例えば、「同一」、「等しい」、「均質」、など)は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。また、形状を示す表現(例えば、「円形状」、「四角形状」、「円筒形状」、など)は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲の形状を表すものとし、例えば凹凸または面取りなどを有していてもよい。また、構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、「有する」、といった各表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。また、「A、BおよびCのうちの少なくとも一つ」という表現には、「Aのみ」、「Bのみ」、「Cのみ」、「A、BおよびCのうち任意の2つ」、「A、BおよびCの全て」が含まれる。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following, expressions indicating relative or absolute positional relationships (for example, "in one direction", "along one direction", "parallel", "orthogonal", "centered", "concentric", "coaxial") , etc.), unless otherwise specified, not only strictly represent their positional relationship, but also represent a state in which they are relatively displaced in terms of angle or distance within a range that allows tolerance or equivalent functionality to be obtained. Furthermore, unless otherwise specified, expressions indicating equal conditions (e.g., "same," "equal," "homogeneous," etc.) do not only refer to quantitatively strictly equal conditions, but also to tolerances or the same condition. It also represents a state in which there is a difference in the degree of function obtained. Furthermore, unless otherwise specified, expressions that indicate shapes (e.g., "circular shape," "square shape," "cylindrical shape," etc.) do not only strictly represent the shape geometrically; It represents the shape of the range in which the effect can be obtained, and may have, for example, unevenness or chamfering. In addition, expressions such as "comprising," "comprising," "equipment," "containing," and "having" a component are not exclusive expressions that exclude the presence of other components. In addition, the expression "at least one of A, B, and C" includes "only A," "only B," "only C," "any two of A, B, and C," and " All of A, B and C" are included.

<第1実施形態>
図1は、本発明に係る熱処理装置100を示す平面図である。熱処理装置100は基板として円板形状の半導体ウェハーWにフラッシュ光を照射してその半導体ウェハーWを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーWのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ300mmやφ450mmである。なお、図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また、図1および図2には、それらの方向関係を明確にするためZ軸方向を鉛直方向とし、XY平面を水平面とするXYZ直交座標系を付している。
<First embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing a heat treatment apparatus 100 according to the present invention. The heat treatment apparatus 100 is a flash lamp annealing apparatus that irradiates a disk-shaped semiconductor wafer W as a substrate with flash light to heat the semiconductor wafer W. The size of the semiconductor wafer W to be processed is not particularly limited, but is, for example, φ300 mm or φ450 mm. Note that in FIG. 1 and the subsequent figures, the dimensions and numbers of each part are exaggerated or simplified as necessary for easy understanding. Further, in order to clarify the directional relationship between them, an XYZ orthogonal coordinate system is shown in FIGS. 1 and 2 in which the Z-axis direction is the vertical direction and the XY plane is the horizontal plane.

熱処理装置100は、未処理の半導体ウェハーWを外部から装置内に搬入するとともに処理済みの半導体ウェハーWを装置外に搬出するためのインデクサ部110、未処理の半導体ウェハーWの位置決めを行うアライメント部230、半導体ウェハーWの反りを計測する反り計測部290、加熱処理後の半導体ウェハーWの冷却処理を行う2つの冷却部130,140、半導体ウェハーWに形成された薄膜の膜厚を測定する膜厚測定部300、半導体ウェハーWの裏面の検査を行う検査部400、および、半導体ウェハーWにフラッシュ加熱処理を施す熱処理部160を備える。また、熱処理装置100は、冷却部130,140、膜厚測定部300、検査部400および熱処理部160に対して半導体ウェハーWの受け渡しを行う搬送ロボット150を備える。さらに、熱処理装置100は、上記の各処理部に設けられた動作機構および搬送ロボット150を制御して半導体ウェハーWのフラッシュ加熱処理を進行させる制御部3を備える。 The heat treatment apparatus 100 includes an indexer section 110 for carrying unprocessed semiconductor wafers W into the apparatus from the outside and carrying processed semiconductor wafers W out of the apparatus, and an alignment section for positioning the unprocessed semiconductor wafers W. 230, a warp measuring unit 290 that measures the warp of the semiconductor wafer W, two cooling units 130 and 140 that performs the cooling process of the semiconductor wafer W after the heat treatment, a film that measures the thickness of the thin film formed on the semiconductor wafer W; It includes a thickness measurement section 300, an inspection section 400 that inspects the back surface of the semiconductor wafer W, and a heat treatment section 160 that performs flash heat treatment on the semiconductor wafer W. The heat treatment apparatus 100 also includes a transfer robot 150 that transfers the semiconductor wafer W to and from the cooling units 130 and 140, the film thickness measurement unit 300, the inspection unit 400, and the heat treatment unit 160. Further, the heat treatment apparatus 100 includes a control section 3 that controls the operating mechanisms and the transfer robot 150 provided in each of the processing sections described above to advance the flash heat treatment of the semiconductor wafer W.

インデクサ部110は、熱処理装置100の端部に配置される。インデクサ部110は、3つロードポート111および受渡ロボット120を備える。3つのロードポート111は、熱処理装置100の端部にてY軸方向に沿って並んで配置される。各ロードポート111には1個のキャリアCが載置可能である。よって、インデクサ部110には最大3つのキャリアCが載置される。未処理の半導体ウェハーWを収容したキャリアCは無人搬送車(AGV、OHT)等によって搬送されてロードポート111に載置される。また、処理済みの半導体ウェハーWを収容したキャリアCも無人搬送車によってロードポート111から持ち去られる。なお、3つのロードポート111のうちの1つにはダミーウェハーを収容したダミーキャリアが載置されても良い。 The indexer section 110 is arranged at an end of the heat treatment apparatus 100. The indexer unit 110 includes three load ports 111 and a delivery robot 120. The three load ports 111 are arranged side by side along the Y-axis direction at the end of the heat treatment apparatus 100. One carrier C can be placed in each load port 111. Therefore, a maximum of three carriers C are placed on the indexer section 110. The carrier C containing unprocessed semiconductor wafers W is transported by an automatic guided vehicle (AGV, OHT) or the like and placed on the load port 111 . Further, the carrier C containing the processed semiconductor wafer W is also removed from the load port 111 by the automatic guided vehicle. Note that a dummy carrier containing a dummy wafer may be placed in one of the three load ports 111.

また、ロードポート111においては、受渡ロボット120がキャリアCに対して任意の半導体ウェハーWの出し入れを行うことができるように、キャリアCが昇降移動可能に構成されている。なお、キャリアCの形態としては、半導体ウェハーWを密閉空間に収納するFOUP(front opening unified pod)の他に、SMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納した半導体ウェハーWを外気に曝すOC(open cassette)であっても良い。 Further, in the load port 111, the carrier C is configured to be movable up and down so that the delivery robot 120 can load or unload any semiconductor wafer W from the carrier C. Note that the carrier C can take the form of a FOUP (front opening unified pod) that stores the semiconductor wafer W in a closed space, a SMIF (standard mechanical interface) pod, or an OC (open open pod) that exposes the stored semiconductor wafer W to the outside air. cassette).

受渡ロボット120は、Y軸方向に沿ったスライド移動、Z軸周りでの旋回動作、およびZ軸方向に沿った昇降動作が可能に構成されている。また、受渡ロボット120は、ハンド121を前後に進退移動させる。これにより、受渡ロボット120は、任意のロードポート111に載置されたキャリアCに対して半導体ウェハーWの出し入れを行うとともに、アライメント部230および反り計測部290に対して半導体ウェハーWの受け渡しを行う。受渡ロボット120によるキャリアCに対する半導体ウェハーWの出し入れは、ハンド121のスライド移動、および、キャリアCの昇降移動により行われる。また、受渡ロボット120とアライメント部230または反り計測部290との半導体ウェハーWの受け渡しは、ハンド121のスライド移動、および、受渡ロボット120の昇降動作によって行われる。 The delivery robot 120 is configured to be able to slide along the Y-axis direction, rotate around the Z-axis, and move up and down along the Z-axis. Further, the delivery robot 120 moves the hand 121 back and forth. Thereby, the delivery robot 120 takes the semiconductor wafer W in and out of the carrier C placed on any load port 111, and also delivers the semiconductor wafer W to the alignment section 230 and the warpage measurement section 290. . The delivery robot 120 takes the semiconductor wafer W into and out of the carrier C by sliding the hand 121 and moving the carrier C up and down. Further, the semiconductor wafer W is transferred between the transfer robot 120 and the alignment section 230 or the warp measurement section 290 by sliding the hand 121 and moving the transfer robot 120 up and down.

アライメント部230および反り計測部290は、インデクサ部110と搬送チャンバー170との間に挟み込まれて双方を接続するように設置されている。アライメント部230は、半導体ウェハーWを水平面内で回転させてフラッシュ加熱に適切な向きに向ける処理部である。アライメント部230は、アルミニウム合金製の筐体であるアライメントチャンバー231の内部に、半導体ウェハーWを水平姿勢に支持して回転させる機構、および、半導体ウェハーWの周縁部に形成されたノッチやオリフラ等を光学的に検出する機構などを設けて構成される。 The alignment section 230 and the warpage measurement section 290 are installed so as to be sandwiched between the indexer section 110 and the transfer chamber 170 and connect them. The alignment unit 230 is a processing unit that rotates the semiconductor wafer W in a horizontal plane to orient it in an appropriate direction for flash heating. The alignment unit 230 includes a mechanism that supports and rotates the semiconductor wafer W in a horizontal position, and a notch, an orientation flat, etc. formed on the periphery of the semiconductor wafer W, inside an alignment chamber 231 that is a housing made of aluminum alloy. It is constructed by providing a mechanism for optically detecting.

アライメントチャンバー231とインデクサ部110との連結部分にはゲートバルブ232が設けられる。アライメントチャンバー231とインデクサ部110とを連通する開口部はゲートバルブ232によって開閉可能とされている。一方、アライメントチャンバー231と搬送チャンバー170との連結部分にはゲートバルブ233が設けられる。アライメントチャンバー231と搬送チャンバー170とを連通する開口部はゲートバルブ233によって開閉可能とされている。すなわち、アライメントチャンバー231とインデクサ部110とはゲートバルブ232を介して接続され、アライメントチャンバー231と搬送チャンバー170とはゲートバルブ233を介して接続されている。 A gate valve 232 is provided at a connecting portion between the alignment chamber 231 and the indexer section 110. The opening that communicates the alignment chamber 231 and the indexer section 110 can be opened and closed by a gate valve 232. On the other hand, a gate valve 233 is provided at a connecting portion between the alignment chamber 231 and the transfer chamber 170. An opening that communicates the alignment chamber 231 and the transfer chamber 170 can be opened and closed by a gate valve 233. That is, the alignment chamber 231 and the indexer section 110 are connected through a gate valve 232, and the alignment chamber 231 and the transfer chamber 170 are connected through a gate valve 233.

インデクサ部110とアライメントチャンバー231との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ232が開放される。また、アライメントチャンバー231と搬送チャンバー170との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ233が開放される。ゲートバルブ232およびゲートバルブ233が閉鎖されているときには、アライメントチャンバー231の内部が密閉空間となる。 When transferring the semiconductor wafer W between the indexer section 110 and the alignment chamber 231, the gate valve 232 is opened. Further, when transferring the semiconductor wafer W between the alignment chamber 231 and the transfer chamber 170, the gate valve 233 is opened. When the gate valve 232 and the gate valve 233 are closed, the inside of the alignment chamber 231 becomes a sealed space.

アライメント部230では、インデクサ部110の受渡ロボット120から受け取った半導体ウェハーWの中心部を回転中心として鉛直方向軸まわりで半導体ウェハーWを回転させ、ノッチ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーWの向きを調整する。向き調整の終了した半導体ウェハーWは搬送ロボット150によってアライメント部230から取り出される。 In the alignment section 230, the semiconductor wafer W received from the delivery robot 120 of the indexer section 110 is rotated around a vertical axis with the center of the semiconductor wafer W as a rotation center, and the semiconductor wafer W is rotated by optically detecting a notch or the like. Adjust the orientation. The semiconductor wafer W whose orientation has been adjusted is taken out from the alignment section 230 by the transfer robot 150.

反り計測部290は、加熱処理後の半導体ウェハーWの反りを計測する処理部である。反り計測部290は、アルミニウム合金製の筐体である反り計測チャンバー291の内部に、半導体ウェハーWを保持する機構、および、半導体ウェハーWの反りを光学的に検出する機構などを設けて構成される。 The warpage measuring section 290 is a processing section that measures the warpage of the semiconductor wafer W after the heat treatment. The warpage measurement unit 290 is configured by providing a mechanism for holding the semiconductor wafer W, a mechanism for optically detecting the warpage of the semiconductor wafer W, etc. inside a warpage measurement chamber 291 which is a housing made of aluminum alloy. Ru.

反り計測チャンバー291とインデクサ部110との連結部分にはゲートバルブ292が設けられる。反り計測チャンバー291とインデクサ部110とを連通する開口部はゲートバルブ292によって開閉可能とされている。一方、反り計測チャンバー291と搬送チャンバー170との連結部分にはゲートバルブ293が設けられる。反り計測チャンバー291と搬送チャンバー170とを連通する開口部はゲートバルブ293によって開閉可能とされている。すなわち、反り計測チャンバー291とインデクサ部110とはゲートバルブ292を介して接続され、反り計測チャンバー291と搬送チャンバー170とはゲートバルブ293を介して接続されている。 A gate valve 292 is provided at a connecting portion between the warp measurement chamber 291 and the indexer section 110. An opening that communicates the warp measurement chamber 291 and the indexer section 110 can be opened and closed by a gate valve 292. On the other hand, a gate valve 293 is provided at a connecting portion between the warpage measurement chamber 291 and the transfer chamber 170. An opening that communicates the warp measurement chamber 291 and the transfer chamber 170 can be opened and closed by a gate valve 293. That is, the warp measurement chamber 291 and the indexer section 110 are connected through a gate valve 292, and the warp measurement chamber 291 and the transfer chamber 170 are connected through a gate valve 293.

インデクサ部110と反り計測チャンバー291との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ292が開放される。また、反り計測チャンバー291と搬送チャンバー170との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ293が開放される。ゲートバルブ292およびゲートバルブ293が閉鎖されているときには、反り計測チャンバー291の内部が密閉空間となる。 When transferring the semiconductor wafer W between the indexer section 110 and the warpage measurement chamber 291, the gate valve 292 is opened. Further, when transferring the semiconductor wafer W between the warpage measurement chamber 291 and the transfer chamber 170, the gate valve 293 is opened. When the gate valve 292 and the gate valve 293 are closed, the inside of the warp measurement chamber 291 becomes a sealed space.

反り計測部290は、搬送ロボット150から受け取った加熱処理後の半導体ウェハーWに生じているウェハー反りを光学的に計測する。反りの計測が終了した半導体ウェハーWは、インデクサ部110の受渡ロボット120によって反り計測部290から取り出される。 The warpage measurement unit 290 optically measures the wafer warpage occurring in the heat-treated semiconductor wafer W received from the transfer robot 150. The semiconductor wafer W whose warpage has been measured is taken out from the warp measurement section 290 by the delivery robot 120 of the indexer section 110.

搬送ロボット150は搬送チャンバー170内に収容されている。搬送チャンバー170の周囲には、アライメントチャンバー231、反り計測チャンバー291、冷却部130のクールチャンバー131、冷却部140のクールチャンバー141、膜厚測定部300の膜厚測定チャンバー301、検査部400の検査チャンバー401、および、熱処理部160の処理チャンバー6が連結されている。 The transfer robot 150 is housed within the transfer chamber 170. Around the transfer chamber 170, there is an alignment chamber 231, a warp measurement chamber 291, a cool chamber 131 of the cooling section 130, a cool chamber 141 of the cooling section 140, a film thickness measurement chamber 301 of the film thickness measurement section 300, and an inspection section 400. The chamber 401 and the processing chamber 6 of the heat treatment section 160 are connected.

搬送チャンバー170に設けられた搬送ロボット150は、鉛直方向に沿った軸(Z軸)を中心に矢印150Rにて示すように旋回可能とされる。搬送ロボット150は、複数のアームセグメントからなる2つのリンク機構を有し、それら2つのリンク機構の先端にはそれぞれ半導体ウェハーWを保持する搬送ハンド151a,151bが設けられている。これらの搬送ハンド151a,151bは上下に所定のピッチだけ隔てて配置され、リンク機構によりそれぞれ独立して同一水平方向に直線的にスライド移動可能とされている。また、搬送ロボット150は、2つのリンク機構が設けられるベースを昇降移動することにより、所定のピッチだけ離れた状態のまま2つの搬送ハンド151a,151bを昇降移動させる。 The transfer robot 150 provided in the transfer chamber 170 is capable of rotating around an axis (Z-axis) along the vertical direction as shown by an arrow 150R. The transfer robot 150 has two link mechanisms made up of a plurality of arm segments, and transfer hands 151a and 151b that hold semiconductor wafers W are provided at the tips of these two link mechanisms, respectively. These transport hands 151a, 151b are arranged vertically apart from each other by a predetermined pitch, and are capable of independently sliding linearly in the same horizontal direction by a link mechanism. Further, the transfer robot 150 moves the two transfer hands 151a and 151b up and down while maintaining a predetermined pitch apart by moving up and down a base provided with two link mechanisms.

搬送ロボット150がアライメントチャンバー231、反り計測チャンバー291、クールチャンバー131,141、膜厚測定チャンバー301、検査チャンバー401または熱処理部160の処理チャンバー6を受け渡し相手として半導体ウェハーWの受け渡し(出し入れ)を行う際には、まず、両搬送ハンド151a,151bが受け渡し相手と対向するように旋回する。その後(または旋回している間に)、搬送ロボット150が搬送ハンド151a,151bを昇降移動させていずれかの搬送ハンドを受け渡し相手の開口と同じ高さに位置させる。そして、搬送ロボット150が搬送ハンド151a(151b)を水平方向に直線的にスライド移動させて受け渡し相手と半導体ウェハーWの受け渡しを行う。 The transfer robot 150 transfers (takes in and out of) the semiconductor wafer W as the alignment chamber 231, warp measurement chamber 291, cool chambers 131, 141, film thickness measurement chamber 301, inspection chamber 401, or the processing chamber 6 of the heat treatment section 160. In this case, first, both transfer hands 151a and 151b turn so as to face the delivery partner. Thereafter (or while the transfer robot 150 is rotating), the transfer robot 150 moves the transfer hands 151a and 151b up and down to position one of the transfer hands at the same height as the opening of the delivery partner. Then, the transfer robot 150 linearly slides the transfer hand 151a (151b) in the horizontal direction to transfer the semiconductor wafer W to the transfer partner.

熱処理装置100の主要部である熱処理部160は、予備加熱を行った半導体ウェハーWにキセノンフラッシュランプFLから閃光(フラッシュ光)を照射してフラッシュ加熱処理を行う基板処理部である。搬送チャンバー170と熱処理部160の処理チャンバー6との間にはゲートバルブ185が設けられている。熱処理部160の処理チャンバー6と搬送チャンバー170との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際にはゲートバルブ185が開放される。熱処理部160の詳細な構成についてはさらに後述する。 The heat treatment section 160, which is the main part of the heat treatment apparatus 100, is a substrate processing section that performs flash heat treatment by irradiating flash light (flash light) from a xenon flash lamp FL onto a preheated semiconductor wafer W. A gate valve 185 is provided between the transfer chamber 170 and the processing chamber 6 of the heat processing section 160. When transferring the semiconductor wafer W between the processing chamber 6 of the heat processing section 160 and the transfer chamber 170, the gate valve 185 is opened. The detailed configuration of the heat treatment section 160 will be described further later.

2つの冷却部130,140は、概ね同様の構成を備える。冷却部130,140はそれぞれ、アルミニウム合金製の筐体であるクールチャンバー131,141の内部に、金属製の冷却プレートと、その上面に載置された石英板とを備える(いずれも図示省略)。当該冷却プレートは、ペルチェ素子または恒温水循環によって常温(約23℃)に温調されている。熱処理部160にてフラッシュ加熱処理が施された半導体ウェハーWは、クールチャンバー131またはクールチャンバー141に搬入されて当該石英板に載置されて冷却される。 The two cooling units 130 and 140 have substantially the same configuration. The cooling units 130 and 140 each include a metal cooling plate and a quartz plate placed on the top surface of the cool chamber 131 and 141, which are aluminum alloy housings (both not shown). . The temperature of the cooling plate is controlled to room temperature (approximately 23° C.) by a Peltier device or constant temperature water circulation. The semiconductor wafer W subjected to the flash heat treatment in the heat treatment section 160 is carried into the cool chamber 131 or the cool chamber 141, placed on the quartz plate, and cooled.

クールチャンバー131およびクールチャンバー141のそれぞれと搬送チャンバー170との連結部分にはゲートバルブ132,142が設けられる。クールチャンバー131と搬送チャンバー170とを連通する開口部はゲートバルブ132によって開閉可能とされている。一方、クールチャンバー141と搬送チャンバー170とを連通する開口部はゲートバルブ142によって開閉可能とされている。すなわち、クールチャンバー131と搬送チャンバー170とはゲートバルブ132を介して接続され、クールチャンバー141と搬送チャンバー170とはゲートバルブ142を介して接続されている。 Gate valves 132 and 142 are provided at the connection portions between the cool chamber 131 and the cool chamber 141 and the transfer chamber 170, respectively. An opening that communicates between the cool chamber 131 and the transfer chamber 170 can be opened and closed by a gate valve 132. On the other hand, an opening that communicates between the cool chamber 141 and the transfer chamber 170 can be opened and closed by a gate valve 142. That is, the cool chamber 131 and the transfer chamber 170 are connected via the gate valve 132, and the cool chamber 141 and the transfer chamber 170 are connected via the gate valve 142.

冷却部130のクールチャンバー131と搬送チャンバー170との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ132が開放される。また、冷却部140のクールチャンバー141と搬送チャンバー170との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ142が開放される。ゲートバルブ132,142が閉鎖されると、クールチャンバー131,141の内部が密閉空間となる。 When transferring the semiconductor wafer W between the cool chamber 131 of the cooling unit 130 and the transfer chamber 170, the gate valve 132 is opened. Further, when transferring the semiconductor wafer W between the cool chamber 141 of the cooling unit 140 and the transfer chamber 170, the gate valve 142 is opened. When the gate valves 132, 142 are closed, the interiors of the cool chambers 131, 141 become sealed spaces.

膜厚測定部300は、例えば分光エリプソメトリーの分析手法を用いて半導体ウェハーWに形成された薄膜の膜厚を測定する。膜厚測定部300は、アルミニウム合金製の筐体である膜厚測定チャンバー301の内部に、半導体ウェハーWを支持する載置台および光学ユニットなどを備えて構成される。分光エリプソメーターの光学ユニットは、載置台に支持された半導体ウェハーWの表面に光を入射するとともに、当該表面で反射された反射光を受光する。光学ユニットは、その反射光の偏光の変化量を波長毎に測定し、得られた測定データに基づいて半導体ウェハーWの表面に形成されている薄膜の膜厚を求める。なお、膜厚測定部300は、上記の分光エリプソメーターに限定されるものではなく、光干渉型の膜厚測定器であっても良い。 The film thickness measurement unit 300 measures the thickness of a thin film formed on the semiconductor wafer W using, for example, a spectroscopic ellipsometry analysis technique. The film thickness measurement unit 300 includes a mounting table that supports the semiconductor wafer W, an optical unit, and the like inside a film thickness measurement chamber 301 that is a housing made of aluminum alloy. The optical unit of the spectroscopic ellipsometer allows light to enter the surface of the semiconductor wafer W supported on the mounting table, and receives reflected light reflected from the surface. The optical unit measures the amount of change in polarization of the reflected light for each wavelength, and determines the thickness of the thin film formed on the surface of the semiconductor wafer W based on the obtained measurement data. Note that the film thickness measuring section 300 is not limited to the above spectroscopic ellipsometer, but may be an optical interference type film thickness measuring device.

膜厚測定チャンバー301と搬送チャンバー170との連結部分にはゲートバルブ302が設けられる。膜厚測定チャンバー301と搬送チャンバー170とを連通する開口部(図9の開口部350)はゲートバルブ302によって開閉可能とされている。すなわち、膜厚測定チャンバー301と搬送チャンバー170とはゲートバルブ302を介して接続されている。膜厚測定部300の膜厚測定チャンバー301と搬送チャンバー170との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際にはゲートバルブ302が開放される。 A gate valve 302 is provided at a connecting portion between the film thickness measurement chamber 301 and the transfer chamber 170. An opening (opening 350 in FIG. 9) that communicates the film thickness measurement chamber 301 and the transfer chamber 170 can be opened and closed by a gate valve 302. That is, the film thickness measurement chamber 301 and the transfer chamber 170 are connected via the gate valve 302. When transferring the semiconductor wafer W between the film thickness measurement chamber 301 of the film thickness measurement section 300 and the transfer chamber 170, the gate valve 302 is opened.

検査部400は、半導体ウェハーWの裏面の傷を検査する。検査部400は、アルミニウム合金製の筐体である検査チャンバー401の内部に所定の検査ユニットを備える。当該検査ユニットは、例えば撮像カメラを備えており、その撮像カメラによって半導体ウェハーWを裏面を撮像して得られた画像データに所定の画像解析処理を施して半導体ウェハーWの裏面の傷を検査する。 The inspection unit 400 inspects the back surface of the semiconductor wafer W for flaws. The inspection section 400 includes a predetermined inspection unit inside an inspection chamber 401 that is a housing made of aluminum alloy. The inspection unit is equipped with, for example, an imaging camera, and performs predetermined image analysis processing on the image data obtained by imaging the backside of the semiconductor wafer W with the imaging camera, thereby inspecting the backside of the semiconductor wafer W for flaws. .

検査部400の検査チャンバー401と搬送チャンバー170との連結部分にはゲートバルブ402が設けられる。検査チャンバー401と搬送チャンバー170とを連通する開口部はゲートバルブ402によって開閉可能とされている。すなわち、検査チャンバー401と搬送チャンバー170とはゲートバルブ402を介して接続されている。検査部400の検査チャンバー401と搬送チャンバー170との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際にはゲートバルブ402が開放される。 A gate valve 402 is provided at a connecting portion between the inspection chamber 401 and the transfer chamber 170 of the inspection section 400 . An opening that communicates the inspection chamber 401 and the transfer chamber 170 can be opened and closed by a gate valve 402. That is, the inspection chamber 401 and the transfer chamber 170 are connected via the gate valve 402. When transferring the semiconductor wafer W between the inspection chamber 401 of the inspection section 400 and the transfer chamber 170, the gate valve 402 is opened.

熱処理装置100は、搬送チャンバー170の周囲に複数のチャンバーを配置したいわゆるクラスターツール構造を有する。搬送ロボット150および受渡ロボット120によって半導体ウェハーWをキャリアCから熱処理部160等の各処理部にまで搬送する搬送機構が構成される。搬送ロボット150は、冷却部130,140、膜厚測定部300、検査部400および熱処理部160の中心に位置してそれら各処理部に半導体ウェハーWを搬送するセンターロボットでもある。搬送ロボット150と受渡ロボット120との半導体ウェハーWの受け渡しはアライメント部230および反り計測部290を介して行われる。具体的には、受渡ロボット120がアライメントチャンバー231に渡した未処理の半導体ウェハーWを搬送ロボット150が受け取るとともに、搬送ロボット150が反り計測チャンバー291に渡した処理後の半導体ウェハーWを受渡ロボット120が受け取る。すなわち、アライメントチャンバー231は半導体ウェハーWの往路でのパスとして機能し、反り計測チャンバー291は半導体ウェハーWの復路でのパスとして機能する。 The heat treatment apparatus 100 has a so-called cluster tool structure in which a plurality of chambers are arranged around a transfer chamber 170. The transport robot 150 and the delivery robot 120 constitute a transport mechanism that transports the semiconductor wafer W from the carrier C to each processing section such as the heat processing section 160. The transport robot 150 is also a central robot that is located at the center of the cooling units 130, 140, the film thickness measurement unit 300, the inspection unit 400, and the heat treatment unit 160 and transports the semiconductor wafer W to each of these processing units. The semiconductor wafer W is transferred between the transfer robot 150 and the delivery robot 120 via the alignment section 230 and the warp measurement section 290. Specifically, the transfer robot 150 receives the unprocessed semiconductor wafer W that the transfer robot 120 has passed to the alignment chamber 231, and the transfer robot 120 receives the processed semiconductor wafer W that the transfer robot 150 has transferred to the warp measurement chamber 291. receives. That is, the alignment chamber 231 functions as a pass for the semiconductor wafer W on its outward journey, and the warpage measurement chamber 291 functions as a pass for the semiconductor wafer W on its return journey.

次に、熱処理部160の構成について説明する。図2は、熱処理部160の構成を示す縦断面図である。熱処理部160は、半導体ウェハーWを収容して加熱処理を行う処理チャンバー6と、複数のフラッシュランプFLを内蔵するフラッシュランプハウス5と、複数のハロゲンランプHLを内蔵するハロゲンランプハウス4と、を備える。処理チャンバー6の上側にフラッシュランプハウス5が設けられるとともに、下側にハロゲンランプハウス4が設けられている。また、熱処理部160は、処理チャンバー6の内部に、半導体ウェハーWを水平姿勢に保持する保持部7と、保持部7と搬送ロボット150との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う移載機構10と、を備える。 Next, the configuration of the heat treatment section 160 will be explained. FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of the heat treatment section 160. The heat treatment section 160 includes a processing chamber 6 that accommodates a semiconductor wafer W and performs heat treatment, a flash lamp house 5 that contains a plurality of flash lamps FL, and a halogen lamp house 4 that contains a plurality of halogen lamps HL. Be prepared. A flash lamp house 5 is provided on the upper side of the processing chamber 6, and a halogen lamp house 4 is provided on the lower side. The heat treatment section 160 also includes a holding section 7 that holds the semiconductor wafer W in a horizontal position inside the processing chamber 6, and a transfer mechanism 10 that transfers the semiconductor wafer W between the holding section 7 and the transfer robot 150. and.

処理チャンバー6は、筒状のチャンバー側部61の上下に石英製のチャンバー窓を装着して構成されている。チャンバー側部61は上下が開口された概略筒形状を有しており、上側開口には上側チャンバー窓63が装着されて閉塞され、下側開口には下側チャンバー窓64が装着されて閉塞されている。処理チャンバー6の天井部を構成する上側チャンバー窓63は、石英により形成された円板形状部材であり、フラッシュランプFLから出射されたフラッシュ光を処理チャンバー6内に透過する石英窓として機能する。また、処理チャンバー6の床部を構成する下側チャンバー窓64も、石英により形成された円板形状部材であり、ハロゲンランプHLからの光を処理チャンバー6内に透過する石英窓として機能する。 The processing chamber 6 is constructed by mounting chamber windows made of quartz on the upper and lower sides of a cylindrical chamber side part 61. The chamber side part 61 has a generally cylindrical shape with an open top and bottom, and the upper opening is fitted with an upper chamber window 63 and closed, and the lower opening is fitted with a lower chamber window 64 and closed. ing. The upper chamber window 63 configuring the ceiling of the processing chamber 6 is a disk-shaped member made of quartz, and functions as a quartz window that transmits flash light emitted from the flash lamp FL into the processing chamber 6 . Further, the lower chamber window 64 configuring the floor of the processing chamber 6 is also a disc-shaped member made of quartz, and functions as a quartz window that transmits light from the halogen lamp HL into the processing chamber 6 .

また、チャンバー側部61の内側の壁面の上部には反射リング68が装着され、下部には反射リング69が装着されている。反射リング68,69は、ともに円環状に形成されている。上側の反射リング68は、チャンバー側部61の上側から嵌め込むことによって装着される。一方、下側の反射リング69は、チャンバー側部61の下側から嵌め込んで図示省略のビスで留めることによって装着される。すなわち、反射リング68,69は、ともに着脱自在にチャンバー側部61に装着されるものである。処理チャンバー6の内側空間、すなわち上側チャンバー窓63、下側チャンバー窓64、チャンバー側部61および反射リング68,69によって囲まれる空間が熱処理空間65として規定される。 Further, a reflection ring 68 is attached to the upper part of the inner wall surface of the chamber side part 61, and a reflection ring 69 is attached to the lower part. The reflection rings 68 and 69 are both formed in an annular shape. The upper reflective ring 68 is attached by fitting it into the chamber side part 61 from above. On the other hand, the lower reflective ring 69 is attached by fitting it from the lower side of the chamber side part 61 and fastening it with a screw (not shown). That is, the reflection rings 68 and 69 are both removably attached to the chamber side part 61. The inner space of the processing chamber 6 , that is, the space surrounded by the upper chamber window 63 , the lower chamber window 64 , the chamber side portion 61 , and the reflective rings 68 and 69 is defined as a heat processing space 65 .

チャンバー側部61に反射リング68,69が装着されることによって、処理チャンバー6の内壁面に凹部62が形成される。すなわち、チャンバー側部61の内壁面のうち反射リング68,69が装着されていない中央部分と、反射リング68の下端面と、反射リング69の上端面とで囲まれた凹部62が形成される。凹部62は、処理チャンバー6の内壁面に水平方向に沿って円環状に形成され、半導体ウェハーWを保持する保持部7を囲繞する。チャンバー側部61および反射リング68,69は、強度と耐熱性に優れた金属材料(例えば、ステンレススチール)にて形成されている。 By attaching the reflective rings 68 and 69 to the chamber side portion 61, a recess 62 is formed in the inner wall surface of the processing chamber 6. That is, a recess 62 is formed, which is surrounded by the central portion of the inner wall surface of the chamber side portion 61 where the reflective rings 68 and 69 are not attached, the lower end surface of the reflective ring 68, and the upper end surface of the reflective ring 69. . The recess 62 is formed in an annular shape along the horizontal direction on the inner wall surface of the processing chamber 6, and surrounds the holding part 7 that holds the semiconductor wafer W. The chamber side portion 61 and the reflection rings 68, 69 are made of a metal material (for example, stainless steel) with excellent strength and heat resistance.

また、チャンバー側部61には、処理チャンバー6に対して半導体ウェハーWの搬入および搬出を行うための搬送開口部(炉口)66が形設されている。搬送開口部66は、ゲートバルブ185によって開閉可能とされている。搬送開口部66は凹部62の外周面に連通接続されている。このため、ゲートバルブ185が搬送開口部66を開放しているときには、搬送開口部66から凹部62を通過して熱処理空間65への半導体ウェハーWの搬入および熱処理空間65からの半導体ウェハーWの搬出を行うことができる。また、ゲートバルブ185が搬送開口部66を閉鎖すると処理チャンバー6内の熱処理空間65が密閉空間とされる。 Furthermore, a transport opening (furnace opening) 66 for carrying in and out of the processing chamber 6 the semiconductor wafer W is formed in the chamber side part 61 . The transport opening 66 can be opened and closed by a gate valve 185. The conveyance opening 66 is connected to the outer peripheral surface of the recess 62 . Therefore, when the gate valve 185 opens the transfer opening 66, the semiconductor wafer W is carried into the heat treatment space 65 from the transfer opening 66 through the recess 62, and the semiconductor wafer W is carried out from the heat treatment space 65. It can be performed. Further, when the gate valve 185 closes the transfer opening 66, the heat treatment space 65 in the processing chamber 6 becomes a sealed space.

さらに、チャンバー側部61には、貫通孔61aおよび貫通孔61bが穿設されている。貫通孔61aは、後述するサセプタ74に保持された半導体ウェハーWの上面から放射された赤外光を上部放射温度計25の赤外線センサー29に導くための円筒状の孔である。一方、貫通孔61bは、半導体ウェハーWの下面から放射された赤外光を下部放射温度計20の赤外線センサー24に導くための円筒状の孔である。貫通孔61aおよび貫通孔61bは、それらの貫通方向の軸がサセプタ74に保持された半導体ウェハーWの主面と交わるように、水平方向に対して傾斜して設けられている。貫通孔61aの熱処理空間65に臨む側の端部には、上部放射温度計25が測定可能な波長領域の赤外光を透過させるフッ化カルシウム材料からなる透明窓26が装着されている。また、貫通孔61bの熱処理空間65に臨む側の端部には、下部放射温度計20が測定可能な波長領域の赤外光を透過させるフッ化バリウム材料からなる透明窓21が装着されている。 Further, the chamber side portion 61 is provided with a through hole 61a and a through hole 61b. The through hole 61a is a cylindrical hole for guiding infrared light emitted from the upper surface of a semiconductor wafer W held by a susceptor 74, which will be described later, to the infrared sensor 29 of the upper radiation thermometer 25. On the other hand, the through hole 61b is a cylindrical hole for guiding infrared light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W to the infrared sensor 24 of the lower radiation thermometer 20. The through holes 61a and the through holes 61b are provided to be inclined with respect to the horizontal direction so that the axes of the through holes intersect with the main surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74. A transparent window 26 made of calcium fluoride material that transmits infrared light in a wavelength range that can be measured by the upper radiation thermometer 25 is attached to the end of the through hole 61a facing the heat treatment space 65. Furthermore, a transparent window 21 made of barium fluoride material that transmits infrared light in a wavelength range that can be measured by the lower radiation thermometer 20 is attached to the end of the through hole 61b facing the heat treatment space 65. .

また、処理チャンバー6の内壁上部には熱処理空間65に処理ガスを供給するガス供給孔81が形設されている。ガス供給孔81は、凹部62よりも上側位置に形設されており、反射リング68に設けられていても良い。ガス供給孔81は処理チャンバー6の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間82を介してガス供給管83に連通接続されている。ガス供給管83は処理ガス供給源85に接続されている。また、ガス供給管83の経路途中にはバルブ84が介挿されている。バルブ84が開放されると、処理ガス供給源85から緩衝空間82に処理ガスが送給される。緩衝空間82に流入した処理ガスは、ガス供給孔81よりも流体抵抗の小さい緩衝空間82内を拡がるように流れてガス供給孔81から熱処理空間65内へと供給される。処理ガスとしては、窒素(N)、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)等の不活性ガス、または、水素(H)、アンモニア(NH)、酸素(O)、オゾン(O)、一酸化窒素(NO)、亜酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO)等の反応性ガスを用いることができる(本実施形態では、窒素)。 Further, a gas supply hole 81 for supplying a processing gas to the heat treatment space 65 is formed in the upper part of the inner wall of the processing chamber 6 . The gas supply hole 81 is formed above the recess 62 and may be provided in the reflection ring 68. The gas supply hole 81 is connected to a gas supply pipe 83 via a buffer space 82 formed in an annular shape inside the side wall of the processing chamber 6 . Gas supply pipe 83 is connected to processing gas supply source 85 . Further, a valve 84 is inserted in the middle of the gas supply pipe 83. When the valve 84 is opened, processing gas is supplied from the processing gas supply source 85 to the buffer space 82 . The processing gas that has flowed into the buffer space 82 flows to expand within the buffer space 82 , which has a lower fluid resistance than the gas supply hole 81 , and is supplied from the gas supply hole 81 into the heat treatment space 65 . Processing gases include inert gases such as nitrogen (N 2 ), argon (Ar), and helium (He), or hydrogen (H 2 ), ammonia (NH 3 ), oxygen (O 2 ), and ozone (O 3 ) . ), nitric oxide (NO), nitrous oxide (N 2 O), and nitrogen dioxide (NO 2 ) (in this embodiment, nitrogen) can be used.

一方、処理チャンバー6の内壁下部には熱処理空間65内の気体を排気するガス排気孔86が形設されている。ガス排気孔86は、凹部62よりも下側位置に形設されており、反射リング69に設けられていても良い。ガス排気孔86は処理チャンバー6の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間87を介してガス排気管88に連通接続されている。ガス排気管88は排気機構190に接続されている。また、ガス排気管88の経路途中にはバルブ89が介挿されている。バルブ89が開放されると、熱処理空間65の気体がガス排気孔86から緩衝空間87を経てガス排気管88へと排出される。なお、ガス供給孔81およびガス排気孔86は、処理チャンバー6の周方向に沿って複数設けられていても良いし、スリット状のものであっても良い。また、処理ガス供給源85および排気機構190は、熱処理装置100に設けられた機構であっても良いし、熱処理装置100が設置される工場のユーティリティであっても良い。 On the other hand, a gas exhaust hole 86 is formed in the lower part of the inner wall of the processing chamber 6 to exhaust the gas in the heat treatment space 65. The gas exhaust hole 86 is formed at a lower position than the recess 62 and may be provided in the reflective ring 69. The gas exhaust hole 86 is connected to a gas exhaust pipe 88 via a buffer space 87 formed in an annular shape inside the side wall of the processing chamber 6 . Gas exhaust pipe 88 is connected to exhaust mechanism 190. Further, a valve 89 is inserted in the middle of the gas exhaust pipe 88. When the valve 89 is opened, the gas in the heat treatment space 65 is discharged from the gas exhaust hole 86 through the buffer space 87 to the gas exhaust pipe 88 . Note that a plurality of gas supply holes 81 and gas exhaust holes 86 may be provided along the circumferential direction of the processing chamber 6, or may be slit-shaped. Further, the processing gas supply source 85 and the exhaust mechanism 190 may be mechanisms provided in the heat treatment apparatus 100, or may be utilities of a factory where the heat treatment apparatus 100 is installed.

また、搬送開口部66の先端にも熱処理空間65内の気体を排出するガス排気管191が接続されている。ガス排気管191はバルブ192を介して排気機構190に接続されている。バルブ192を開放することによって、搬送開口部66を介して処理チャンバー6内の気体が排気される。 Further, a gas exhaust pipe 191 for exhausting gas in the heat treatment space 65 is also connected to the tip of the transport opening 66 . Gas exhaust pipe 191 is connected to exhaust mechanism 190 via valve 192. By opening the valve 192, the gas in the processing chamber 6 is evacuated via the transfer opening 66.

図3は、保持部7の全体外観を示す斜視図である。保持部7は、基台リング71、連結部72およびサセプタ74を備えて構成される。基台リング71、連結部72およびサセプタ74はいずれも石英にて形成されている。すなわち、保持部7の全体が石英にて形成されている。 FIG. 3 is a perspective view showing the overall appearance of the holding section 7. As shown in FIG. The holding section 7 includes a base ring 71, a connecting section 72, and a susceptor 74. The base ring 71, the connecting portion 72, and the susceptor 74 are all made of quartz. That is, the entire holding portion 7 is made of quartz.

基台リング71は円環形状から一部が欠落した円弧形状の石英部材である。この欠落部分は、後述する移載機構10の移載アーム11と基台リング71との干渉を防ぐために設けられている。基台リング71は凹部62の底面に載置されることによって、処理チャンバー6の壁面に支持されることとなる(図2参照)。基台リング71の上面に、その円環形状の周方向に沿って複数の連結部72(本実施形態では4個)が立設される。連結部72も石英の部材であり、溶接によって基台リング71に固着される。 The base ring 71 is a quartz member having an arcuate shape with a portion missing from the annular shape. This missing portion is provided to prevent interference between the transfer arm 11 of the transfer mechanism 10 and the base ring 71, which will be described later. By being placed on the bottom of the recess 62, the base ring 71 is supported by the wall of the processing chamber 6 (see FIG. 2). A plurality of connecting portions 72 (four in this embodiment) are erected on the upper surface of the base ring 71 along the circumferential direction of the annular shape. The connecting portion 72 is also a quartz member and is fixed to the base ring 71 by welding.

サセプタ74は基台リング71に設けられた4個の連結部72によって支持される。図4は、サセプタ74の平面図である。また、図5は、サセプタ74の断面図である。サセプタ74は、保持プレート75、ガイドリング76および複数の基板支持ピン77を備える。保持プレート75は、石英にて形成された略円形の平板状部材である。保持プレート75の直径は半導体ウェハーWの直径よりも大きい。すなわち、保持プレート75は、半導体ウェハーWよりも大きな平面サイズを有する。 The susceptor 74 is supported by four connecting parts 72 provided on the base ring 71. FIG. 4 is a plan view of the susceptor 74. Further, FIG. 5 is a cross-sectional view of the susceptor 74. The susceptor 74 includes a holding plate 75, a guide ring 76, and a plurality of substrate support pins 77. The holding plate 75 is a substantially circular flat plate member made of quartz. The diameter of the holding plate 75 is larger than the diameter of the semiconductor wafer W. That is, the holding plate 75 has a larger planar size than the semiconductor wafer W.

保持プレート75の上面周縁部にガイドリング76が設置されている。ガイドリング76は、半導体ウェハーWの直径よりも大きな内径を有する円環形状の部材である。例えば、半導体ウェハーWの直径がφ300mmの場合、ガイドリング76の内径はφ320mmである。ガイドリング76の内周は、保持プレート75から上方に向けて広くなるようなテーパ面とされている。ガイドリング76は、保持プレート75と同様の石英にて形成される。ガイドリング76は、保持プレート75の上面に溶着するようにしても良いし、別途加工したピンなどによって保持プレート75に固定するようにしても良い。或いは、保持プレート75とガイドリング76とを一体の部材として加工するようにしても良い。 A guide ring 76 is installed at the upper peripheral edge of the holding plate 75. The guide ring 76 is an annular member having an inner diameter larger than the diameter of the semiconductor wafer W. For example, when the diameter of the semiconductor wafer W is 300 mm, the inner diameter of the guide ring 76 is 320 mm. The inner periphery of the guide ring 76 has a tapered surface that becomes wider upward from the holding plate 75. The guide ring 76 is made of quartz like the holding plate 75. The guide ring 76 may be welded to the upper surface of the holding plate 75, or may be fixed to the holding plate 75 using a separately machined pin or the like. Alternatively, the holding plate 75 and the guide ring 76 may be processed as an integral member.

保持プレート75の上面のうちガイドリング76よりも内側の領域が半導体ウェハーWを保持する平面状の保持面75aとされる。保持プレート75の保持面75aには、複数の基板支持ピン77が立設されている。本実施形態においては、保持面75aの外周円(ガイドリング76の内周円)と同心円の周上に沿って30°毎に計12個の基板支持ピン77が立設されている。12個の基板支持ピン77を配置した円の径(対向する基板支持ピン77間の距離)は半導体ウェハーWの径よりも小さく、半導体ウェハーWの径がφ300mmであればφ270mm~φ280mm(本実施形態ではφ270mm)である。それぞれの基板支持ピン77は石英にて形成されている。複数の基板支持ピン77は、保持プレート75の上面に溶接によって設けるようにしても良いし、保持プレート75と一体に加工するようにしても良い。 A region of the upper surface of the holding plate 75 inside the guide ring 76 is a planar holding surface 75a that holds the semiconductor wafer W. A plurality of substrate support pins 77 are provided upright on the holding surface 75a of the holding plate 75. In this embodiment, a total of 12 substrate support pins 77 are provided upright every 30° along a circumference concentric with the outer circumference of the holding surface 75a (inner circumference of the guide ring 76). The diameter of the circle in which the 12 substrate support pins 77 are arranged (the distance between the opposing substrate support pins 77) is smaller than the diameter of the semiconductor wafer W, and if the diameter of the semiconductor wafer W is φ300 mm, it is φ270 mm to φ280 mm (in this implementation). The shape is φ270mm). Each substrate support pin 77 is made of quartz. The plurality of substrate support pins 77 may be provided on the upper surface of the holding plate 75 by welding, or may be processed integrally with the holding plate 75.

図3に戻り、基台リング71に立設された4個の連結部72とサセプタ74の保持プレート75の周縁部とが溶接によって固着される。すなわち、サセプタ74と基台リング71とは連結部72によって固定的に連結されている。このような保持部7の基台リング71が処理チャンバー6の壁面に支持されることによって、保持部7が処理チャンバー6に装着される。保持部7が処理チャンバー6に装着された状態においては、サセプタ74の保持プレート75は水平姿勢(法線が鉛直方向と一致する姿勢)となる。すなわち、保持プレート75の保持面75aは水平面となる。 Returning to FIG. 3, the four connecting parts 72 erected on the base ring 71 and the peripheral edge of the holding plate 75 of the susceptor 74 are fixed by welding. That is, the susceptor 74 and the base ring 71 are fixedly connected by the connecting portion 72. By supporting the base ring 71 of the holding section 7 on the wall surface of the processing chamber 6, the holding section 7 is attached to the processing chamber 6. When the holding unit 7 is attached to the processing chamber 6, the holding plate 75 of the susceptor 74 is in a horizontal position (a position in which the normal line coincides with the vertical direction). That is, the holding surface 75a of the holding plate 75 is a horizontal surface.

処理チャンバー6に搬入された半導体ウェハーWは、処理チャンバー6に装着された保持部7のサセプタ74の上に水平姿勢にて載置されて保持される。このとき、半導体ウェハーWは保持プレート75上に立設された12個の基板支持ピン77によって支持されてサセプタ74に保持される。より厳密には、12個の基板支持ピン77の上端部が半導体ウェハーWの下面に接触して当該半導体ウェハーWを支持する。12個の基板支持ピン77の高さ(基板支持ピン77の上端から保持プレート75の保持面75aまでの距離)は均一であるため、12個の基板支持ピン77によって半導体ウェハーWを水平姿勢に支持することができる。 The semiconductor wafer W carried into the processing chamber 6 is placed and held in a horizontal position on the susceptor 74 of the holding section 7 attached to the processing chamber 6. At this time, the semiconductor wafer W is supported by twelve substrate support pins 77 erected on the holding plate 75 and held by the susceptor 74. More precisely, the upper ends of the twelve substrate support pins 77 contact the lower surface of the semiconductor wafer W to support the semiconductor wafer W. Since the height of the 12 substrate support pins 77 (the distance from the upper end of the substrate support pin 77 to the holding surface 75a of the holding plate 75) is uniform, the semiconductor wafer W is held in a horizontal position by the 12 substrate support pins 77. can be supported.

また、半導体ウェハーWは複数の基板支持ピン77によって保持プレート75の保持面75aから所定の間隔を隔てて支持されることとなる。基板支持ピン77の高さよりもガイドリング76の厚さの方が大きい。従って、複数の基板支持ピン77によって支持された半導体ウェハーWの水平方向の位置ずれはガイドリング76によって防止される。 Further, the semiconductor wafer W is supported by a plurality of substrate support pins 77 at a predetermined distance from the holding surface 75a of the holding plate 75. The thickness of the guide ring 76 is greater than the height of the substrate support pin 77. Therefore, the guide ring 76 prevents the semiconductor wafer W supported by the plurality of substrate support pins 77 from shifting in the horizontal direction.

また、図3および図4に示すように、サセプタ74の保持プレート75には、上下に貫通して開口部78が形成されている。開口部78は、下部放射温度計20が半導体ウェハーWの下面から放射される放射光(赤外光)を受光するために設けられている。すなわち、下部放射温度計20が開口部78およびチャンバー側部61の貫通孔61bに装着された透明窓21を介して半導体ウェハーWの下面から放射された光を受光して当該半導体ウェハーWの温度を測定する。さらに、サセプタ74の保持プレート75には、後述する移載機構10のリフトピン12が半導体ウェハーWの受け渡しのために貫通する4個の貫通孔79が穿設されている。 Further, as shown in FIGS. 3 and 4, an opening 78 is formed in the holding plate 75 of the susceptor 74 so as to pass through the holding plate 75 vertically. The opening 78 is provided so that the lower radiation thermometer 20 receives radiation light (infrared light) emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W. That is, the lower radiation thermometer 20 receives the light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W through the transparent window 21 installed in the opening 78 and the through hole 61b of the chamber side 61, and the temperature of the semiconductor wafer W is measured. Measure. Furthermore, four through holes 79 are formed in the holding plate 75 of the susceptor 74, through which lift pins 12 of a transfer mechanism 10, which will be described later, pass through to transfer the semiconductor wafer W.

図6は、移載機構10の平面図である。また、図7は、移載機構10の側面図である。移載機構10は、2本の移載アーム11を備える。移載アーム11は、概ね円環状の凹部62に沿うような円弧形状とされている。それぞれの移載アーム11には2本のリフトピン12が立設されている。各移載アーム11は水平移動機構13によって回動可能とされている。水平移動機構13は、一対の移載アーム11を保持部7に対して半導体ウェハーWの移載を行う移載動作位置(図6の実線位置)と保持部7に保持された半導体ウェハーWと平面視で重ならない退避位置(図6の二点鎖線位置)との間で水平移動させる。移載動作位置はサセプタ74の下方であり、退避位置はサセプタ74よりも外方である。水平移動機構13としては、個別のモータによって各移載アーム11をそれぞれ回動させるものであっても良いし、リンク機構を用いて1個のモータによって一対の移載アーム11を連動させて回動させるものであっても良い。 FIG. 6 is a plan view of the transfer mechanism 10. Moreover, FIG. 7 is a side view of the transfer mechanism 10. The transfer mechanism 10 includes two transfer arms 11. The transfer arm 11 has an arcuate shape along the generally annular recess 62 . Two lift pins 12 are provided upright on each transfer arm 11. Each transfer arm 11 is rotatable by a horizontal movement mechanism 13. The horizontal movement mechanism 13 moves the pair of transfer arms 11 to a transfer operation position (solid line position in FIG. 6) where the semiconductor wafer W is transferred to the holding part 7 and a position where the semiconductor wafer W held by the holding part 7 is moved. It is horizontally moved between the retracted positions (positions indicated by two-dot chain line in FIG. 6) where they do not overlap in plan view. The transfer operation position is below the susceptor 74, and the retracted position is outside the susceptor 74. The horizontal movement mechanism 13 may be one in which each transfer arm 11 is rotated by an individual motor, or one in which a pair of transfer arms 11 are rotated in conjunction with one motor using a link mechanism. It may be something that moves.

また、一対の移載アーム11は、昇降機構14によって水平移動機構13とともに昇降移動される。昇降機構14が一対の移載アーム11を移載動作位置にて上昇させると、計4本のリフトピン12がサセプタ74に穿設された貫通孔79(図3,4参照)を通過し、リフトピン12の上端がサセプタ74の上面から突き出る。一方、昇降機構14が一対の移載アーム11を移載動作位置にて下降させてリフトピン12を貫通孔79から抜き取り、水平移動機構13が一対の移載アーム11を開くように移動させると各移載アーム11が退避位置に移動する。一対の移載アーム11の退避位置は、保持部7の基台リング71の直上である。基台リング71は凹部62の底面に載置されているため、移載アーム11の退避位置は凹部62の内側となる。なお、移載機構10の駆動部(水平移動機構13および昇降機構14)が設けられている部位の近傍にも図示省略の排気機構が設けられており、移載機構10の駆動部周辺の雰囲気が処理チャンバー6の外部に排出されるように構成されている。 Further, the pair of transfer arms 11 are moved up and down together with the horizontal movement mechanism 13 by the lifting mechanism 14 . When the lifting mechanism 14 raises the pair of transfer arms 11 to the transfer operation position, a total of four lift pins 12 pass through the through holes 79 (see FIGS. 3 and 4) drilled in the susceptor 74, and the lift pins The upper end of 12 protrudes from the upper surface of susceptor 74. On the other hand, when the lifting mechanism 14 lowers the pair of transfer arms 11 at the transfer operation position and extracts the lift pin 12 from the through hole 79, and the horizontal movement mechanism 13 moves the pair of transfer arms 11 to open, each The transfer arm 11 moves to the retreat position. The retracted position of the pair of transfer arms 11 is directly above the base ring 71 of the holding section 7 . Since the base ring 71 is placed on the bottom surface of the recess 62, the retracted position of the transfer arm 11 is inside the recess 62. Note that an exhaust mechanism (not shown) is also provided near the parts where the drive parts (horizontal movement mechanism 13 and lifting mechanism 14) of the transfer mechanism 10 are provided, and the atmosphere around the drive parts of the transfer mechanism 10 is is configured to be discharged to the outside of the processing chamber 6.

図2に示すように、処理チャンバー6には、上部放射温度計25および下部放射温度計20の2つの放射温度計(本実施形態ではパイロメーター)が設けられている。上部放射温度計25は、サセプタ74に保持された半導体ウェハーWの斜め上方に設置され、その半導体ウェハーWの上面から放射された赤外光を受光して上面の温度を測定する。上部放射温度計25の赤外線センサー29は、フラッシュ光が照射された瞬間の半導体ウェハーWの上面の急激な温度変化に対応できるように、InSb(インジウムアンチモン)の光学素子を備えている。一方、下部放射温度計20は、サセプタ74に保持された半導体ウェハーWの斜め下方に設けられ、その半導体ウェハーWの下面から放射された赤外光を受光して下面の温度を測定する。 As shown in FIG. 2, the processing chamber 6 is provided with two radiation thermometers (pyrometers in this embodiment): an upper radiation thermometer 25 and a lower radiation thermometer 20. The upper radiation thermometer 25 is installed obliquely above the semiconductor wafer W held by the susceptor 74, and measures the temperature of the upper surface by receiving infrared light emitted from the upper surface of the semiconductor wafer W. The infrared sensor 29 of the upper radiation thermometer 25 is equipped with an InSb (indium antimony) optical element so as to be able to cope with rapid temperature changes on the upper surface of the semiconductor wafer W at the moment when the flash light is irradiated. On the other hand, the lower radiation thermometer 20 is provided diagonally below the semiconductor wafer W held by the susceptor 74, and measures the temperature of the lower surface by receiving infrared light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W.

処理チャンバー6の上方に設けられたフラッシュランプハウス5は、筐体51の内側に、複数本(本実施形態では30本)のキセノンフラッシュランプFLからなる光源と、その光源の上方を覆うように設けられたリフレクタ52と、を備えて構成される。また、フラッシュランプハウス5の筐体51の底部にはランプ光放射窓53が装着されている。フラッシュランプハウス5の床部を構成するランプ光放射窓53は、石英により形成された板状の石英窓である。フラッシュランプハウス5が処理チャンバー6の上方に設置されることにより、ランプ光放射窓53が上側チャンバー窓63と相対向することとなる。フラッシュランプFLは処理チャンバー6の上方からランプ光放射窓53および上側チャンバー窓63を介して熱処理空間65にフラッシュ光を照射する。 The flash lamp house 5 provided above the processing chamber 6 has a light source consisting of a plurality of (30 in this embodiment) xenon flash lamps FL inside a housing 51, and a light source that covers the upper part of the light source. A reflector 52 is provided. Furthermore, a lamp light emitting window 53 is attached to the bottom of the casing 51 of the flash lamp house 5. The lamp light emitting window 53 constituting the floor of the flash lamp house 5 is a plate-shaped quartz window made of quartz. By installing the flash lamp house 5 above the processing chamber 6, the lamp light emission window 53 faces the upper chamber window 63. The flash lamp FL irradiates the heat processing space 65 with flash light from above the processing chamber 6 through the lamp light emission window 53 and the upper chamber window 63.

複数のフラッシュランプFLは、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が保持部7に保持される半導体ウェハーWの主面に沿って(つまり水平方向に沿って)互いに平行となるように平面状に配列されている。よって、フラッシュランプFLの配列によって形成される平面も水平面である。 The plurality of flash lamps FL are rod-shaped lamps each having an elongated cylindrical shape, and each of the flash lamps FL has its longitudinal direction along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding part 7 (that is, along the horizontal direction). They are arranged in a plane so that they are parallel to each other. Therefore, the plane formed by the arrangement of the flash lamps FL is also a horizontal plane.

キセノンフラッシュランプFLは、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設された棒状のガラス管(放電管)と、該ガラス管の外周面上に付設されたトリガー電極とを備える。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、コンデンサーに電荷が蓄積されていたとしても通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気がガラス管内に瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。このようなキセノンフラッシュランプFLにおいては、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが0.1ミリセカンドないし100ミリセカンドという極めて短い光パルスに変換されることから、ハロゲンランプHLの如き連続点灯の光源に比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。すなわち、フラッシュランプFLは、1秒未満の極めて短い時間で瞬間的に発光するパルス発光ランプである。なお、フラッシュランプFLの発光時間は、フラッシュランプFLに電力供給を行うランプ電源のコイル定数によって調整することができる。 The xenon flash lamp FL consists of a rod-shaped glass tube (discharge tube) that is filled with xenon gas and has an anode and a cathode connected to a condenser at both ends, and a tube that is attached to the outer circumferential surface of the glass tube. and a trigger electrode. Since xenon gas is an electrical insulator, no electricity will flow inside the glass tube under normal conditions even if a charge is stored in the capacitor. However, when a high voltage is applied to the trigger electrode to break down the insulation, the electricity stored in the capacitor instantly flows into the glass tube, and the excitation of xenon atoms or molecules at that time causes light to be emitted. In such a xenon flash lamp FL, the electrostatic energy previously stored in the capacitor is converted into extremely short light pulses of 0.1 milliseconds to 100 milliseconds, so it cannot be lit continuously like a halogen lamp HL. It has the characteristic of being able to emit extremely strong light compared to a light source. That is, the flash lamp FL is a pulsed light emitting lamp that emits light instantaneously in an extremely short period of less than one second. Note that the light emission time of the flash lamp FL can be adjusted by the coil constant of the lamp power supply that supplies power to the flash lamp FL.

また、リフレクタ52は、複数のフラッシュランプFLの上方にそれら全体を覆うように設けられている。リフレクタ52の基本的な機能は、複数のフラッシュランプFLから出射されたフラッシュ光を熱処理空間65の側に反射するというものである。リフレクタ52はアルミニウム合金板にて形成されており、その表面(フラッシュランプFLに臨む側の面)はブラスト処理により粗面化加工が施されている。 Further, the reflector 52 is provided above the plurality of flash lamps FL so as to cover them entirely. The basic function of the reflector 52 is to reflect the flash light emitted from the plurality of flash lamps FL toward the heat treatment space 65 side. The reflector 52 is formed of an aluminum alloy plate, and its surface (the surface facing the flash lamp FL) is roughened by blasting.

処理チャンバー6の下方に設けられたハロゲンランプハウス4は、筐体41の内側に複数本(本実施形態では40本)のハロゲンランプHLを内蔵している。複数のハロゲンランプHLは処理チャンバー6の下方から下側チャンバー窓64を介して熱処理空間65への光照射を行う。 The halogen lamp house 4 provided below the processing chamber 6 houses a plurality of (40 in this embodiment) halogen lamps HL inside a housing 41. The plurality of halogen lamps HL irradiate light from below the processing chamber 6 to the heat processing space 65 through the lower chamber window 64 .

図8は、複数のハロゲンランプHLの配置を示す平面図である。本実施形態では、上下2段に各20本ずつのハロゲンランプHLが配設されている。各ハロゲンランプHLは、長尺の円筒形状を有する棒状ランプである。上段、下段ともに20本のハロゲンランプHLは、それぞれの長手方向が保持部7に保持される半導体ウェハーWの主面に沿って(つまり水平方向に沿って)互いに平行となるように配列されている。よって、上段、下段ともにハロゲンランプHLの配列によって形成される平面は水平面である。 FIG. 8 is a plan view showing the arrangement of a plurality of halogen lamps HL. In this embodiment, 20 halogen lamps HL are arranged in each of the upper and lower two stages. Each halogen lamp HL is a rod-shaped lamp having an elongated cylindrical shape. The 20 halogen lamps HL in both the upper and lower stages are arranged so that their longitudinal directions are parallel to each other along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding part 7 (that is, along the horizontal direction). There is. Therefore, the plane formed by the arrangement of the halogen lamps HL in both the upper and lower stages is a horizontal plane.

また、図8に示すように、上段、下段ともに保持部7に保持される半導体ウェハーWの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域におけるハロゲンランプHLの配設密度が高くなっている。すなわち、上下段ともに、ランプ配列の中央部よりも周縁部の方がハロゲンランプHLの配設ピッチが短い。このため、ハロゲンランプHLからの光照射による加熱時に温度低下が生じやすい半導体ウェハーWの周縁部により多い光量の照射を行うことができる。 Furthermore, as shown in FIG. 8, the arrangement density of the halogen lamps HL in the region facing the peripheral portion of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 is higher than that in the region facing the center portion of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 in both the upper and lower stages. There is. That is, in both the upper and lower stages, the arrangement pitch of the halogen lamps HL is shorter at the periphery than at the center of the lamp array. Therefore, a larger amount of light can be irradiated onto the peripheral edge of the semiconductor wafer W, where the temperature tends to drop during heating by light irradiation from the halogen lamp HL.

また、上段のハロゲンランプHLからなるランプ群と下段のハロゲンランプHLからなるランプ群とが格子状に交差するように配列されている。すなわち、上段の各ハロゲンランプHLの長手方向と下段の各ハロゲンランプHLの長手方向とが直交するように計40本のハロゲンランプHLが配設されている。 Further, a lamp group consisting of the upper stage halogen lamps HL and a lamp group consisting of the lower stage halogen lamps HL are arranged so as to intersect in a grid pattern. That is, a total of 40 halogen lamps HL are arranged so that the longitudinal direction of each halogen lamp HL in the upper stage is perpendicular to the longitudinal direction of each halogen lamp HL in the lower stage.

ハロゲンランプHLは、ガラス管内部に配設されたフィラメントに通電することでフィラメントを白熱化させて発光させるフィラメント方式の光源である。ガラス管の内部には、窒素やアルゴン等の不活性ガスにハロゲン元素(ヨウ素、臭素等)を微量導入した気体が封入されている。ハロゲン元素を導入することによって、フィラメントの折損を抑制しつつフィラメントの温度を高温に設定することが可能となる。したがって、ハロゲンランプHLは、通常の白熱電球に比べて寿命が長くかつ強い光を連続的に照射できるという特性を有する。すなわち、ハロゲンランプHLは少なくとも1秒以上連続して発光する連続点灯ランプである。また、ハロゲンランプHLは棒状ランプであるため長寿命であり、ハロゲンランプHLを水平方向に沿わせて配置することにより上方の半導体ウェハーWへの放射効率が優れたものとなる。 The halogen lamp HL is a filament-type light source that generates light by energizing a filament disposed inside a glass tube to make the filament incandescent and emit light. The inside of the glass tube is filled with a gas made by introducing a small amount of halogen elements (iodine, bromine, etc.) into an inert gas such as nitrogen or argon. By introducing a halogen element, it becomes possible to set the temperature of the filament to a high temperature while suppressing breakage of the filament. Therefore, the halogen lamp HL has a longer lifespan than a normal incandescent light bulb and has the characteristics of being able to continuously emit intense light. That is, the halogen lamp HL is a continuously lit lamp that emits light continuously for at least one second or more. Further, since the halogen lamp HL is a rod-shaped lamp, it has a long life, and by arranging the halogen lamp HL along the horizontal direction, the radiation efficiency toward the semiconductor wafer W above becomes excellent.

また、ハロゲンランプハウス4の筐体41内にも、2段のハロゲンランプHLの下側にリフレクタ43が設けられている(図2)。リフレクタ43は、複数のハロゲンランプHLから出射された光を熱処理空間65の側に反射する。 Further, a reflector 43 is also provided within the housing 41 of the halogen lamp house 4 below the two-stage halogen lamp HL (FIG. 2). The reflector 43 reflects the light emitted from the plurality of halogen lamps HL toward the heat treatment space 65 side.

制御部3は、熱処理装置100に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。制御部3のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部3は、各種演算処理を行う回路であるCPU、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるROM、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAMおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えている。制御部3のCPUが所定の処理プログラムを実行することによって熱処理装置100における処理が進行する。なお、図1においては、インデクサ部110内に制御部3を示しているが、これに限定されるものではなく、制御部3は熱処理装置100内の任意の位置に配置することができる。 The control unit 3 controls the various operating mechanisms described above provided in the heat treatment apparatus 100. The hardware configuration of the control unit 3 is similar to that of a general computer. That is, the control unit 3 includes a CPU, which is a circuit that performs various calculation processes, a ROM, which is a read-only memory that stores basic programs, a RAM, which is a readable and writable memory that stores various information, and control software and data. It has a magnetic disk for storing data. Processing in the heat treatment apparatus 100 progresses as the CPU of the control unit 3 executes a predetermined processing program. Although the control section 3 is shown in the indexer section 110 in FIG. 1, the control section 3 is not limited to this, and the control section 3 can be placed at any position within the heat treatment apparatus 100.

上記の構成以外にも熱処理部160は、半導体ウェハーWの熱処理時にハロゲンランプHLおよびフラッシュランプFLから発生する熱エネルギーによるハロゲンランプハウス4、フラッシュランプハウス5および処理チャンバー6の過剰な温度上昇を防止するため、様々な冷却用の構造を備えている。例えば、処理チャンバー6の壁体には水冷管(図示省略)が設けられている。また、ハロゲンランプハウス4およびフラッシュランプハウス5は、内部に気体流を形成して排熱する空冷構造とされている。また、上側チャンバー窓63とランプ光放射窓53との間隙にも空気が供給され、フラッシュランプハウス5および上側チャンバー窓63を冷却する。 In addition to the above configuration, the heat treatment section 160 prevents excessive temperature rise in the halogen lamp house 4, flash lamp house 5, and processing chamber 6 due to thermal energy generated from the halogen lamp HL and flash lamp FL during heat treatment of the semiconductor wafer W. Therefore, it is equipped with various cooling structures. For example, a water cooling pipe (not shown) is provided on the wall of the processing chamber 6 . Further, the halogen lamp house 4 and the flash lamp house 5 have an air-cooled structure that forms a gas flow inside to exhaust heat. Furthermore, air is also supplied to the gap between the upper chamber window 63 and the lamp light emission window 53 to cool the flash lamp house 5 and the upper chamber window 63.

半導体ウェハーWの加熱処理を行う処理チャンバー6内では低酸素濃度の雰囲気が要求される。このため、ガス供給孔81から処理チャンバー6内に高純度の窒素ガスを供給するとともに、ガス排気孔86から排気を行って処理チャンバー6内を低酸素濃度雰囲気に維持している。 An atmosphere with a low oxygen concentration is required within the processing chamber 6 in which the semiconductor wafer W is subjected to heat treatment. For this reason, high-purity nitrogen gas is supplied into the processing chamber 6 through the gas supply hole 81, and exhaust is performed through the gas exhaust hole 86 to maintain the inside of the processing chamber 6 in a low oxygen concentration atmosphere.

また、搬送ロボット150は加熱処理後の比較的高温の半導体ウェハーWを処理チャンバー6から受け取って搬送するため、搬送チャンバー170内にも低酸素濃度の雰囲気が要求される。従って、ゲートバルブ132,142,302,402が開放されたときにそれぞれ搬送チャンバー170と雰囲気が連通状態となるクールチャンバー131,141、膜厚測定チャンバー301、検査チャンバー401についても低酸素濃度雰囲気が求められる。 Further, since the transfer robot 150 receives the semiconductor wafer W at a relatively high temperature after the heat treatment from the processing chamber 6 and transfers it, an atmosphere with a low oxygen concentration is required within the transfer chamber 170 as well. Therefore, when the gate valves 132, 142, 302, 402 are opened, the cool chambers 131, 141, film thickness measurement chamber 301, and inspection chamber 401, which are in communication with the transfer chamber 170, have a low oxygen concentration atmosphere. Desired.

これらのうちクールチャンバー131,141については、密閉チャンバーであるため、チャンバー内に高純度の清浄な窒素ガスを供給するとともに、チャンバー内を排気することによって、チャンバー内を低酸素濃度雰囲気に維持することができる。一方、膜厚測定チャンバー301および検査チャンバー401については、光学ユニットや撮像カメラ等が設けられているため、密閉チャンバーとすることが困難である。このため、単に膜厚測定チャンバー301および検査チャンバー401に高純度の窒素ガスを供給しただけでは、チャンバー内を低酸素濃度雰囲気に維持することは困難である。その結果、ゲートバルブ302またはゲートバルブ402が開放されたときに、膜厚測定チャンバー301または検査チャンバー401から酸素ガスを含む雰囲気が搬送チャンバー170に流れ込み、搬送チャンバー170内の酸素濃度が上昇することが想定される。そうすると、加熱処理後の比較的高温の半導体ウェハーWに意図しない酸化が生じるおそれがある。このため、本実施形態においては、膜厚測定チャンバー301および検査チャンバー401と搬送チャンバー170とを連通する開口部を不活性ガスのカーテンで覆うようにしている。 Of these, the cool chambers 131 and 141 are sealed chambers, so they maintain a low oxygen concentration atmosphere inside the chambers by supplying high-purity clean nitrogen gas into the chambers and exhausting the chambers. be able to. On the other hand, since the film thickness measurement chamber 301 and the inspection chamber 401 are provided with an optical unit, an imaging camera, etc., it is difficult to make them into sealed chambers. Therefore, it is difficult to maintain a low oxygen concentration atmosphere inside the chambers simply by supplying high-purity nitrogen gas to the film thickness measurement chamber 301 and the inspection chamber 401. As a result, when the gate valve 302 or the gate valve 402 is opened, an atmosphere containing oxygen gas flows into the transfer chamber 170 from the film thickness measurement chamber 301 or the inspection chamber 401, and the oxygen concentration in the transfer chamber 170 increases. is assumed. In this case, there is a possibility that unintended oxidation may occur in the relatively high temperature semiconductor wafer W after the heat treatment. Therefore, in this embodiment, the openings that communicate the film thickness measurement chamber 301 and the inspection chamber 401 with the transfer chamber 170 are covered with an inert gas curtain.

図9は、膜厚測定チャンバー301および搬送チャンバー170に不活性ガスを供給する機構を示す図である。搬送チャンバー(第1チャンバー)170と膜厚測定チャンバー(第2チャンバー)301とはゲートバルブ302を介して連結されている。すなわち、搬送チャンバー170と膜厚測定チャンバー301との連結部分にゲートバルブ302が設けられている。搬送チャンバー170に形設された開口175(膜厚測定チャンバー301に臨む開口)および膜厚測定チャンバー301に形設された開口305によって、搬送チャンバー170と膜厚測定チャンバー301とを連通する開口部350が構成される。ゲートバルブ302は開口部350を開閉する。 FIG. 9 is a diagram showing a mechanism for supplying inert gas to the film thickness measurement chamber 301 and the transfer chamber 170. The transfer chamber (first chamber) 170 and the film thickness measurement chamber (second chamber) 301 are connected via a gate valve 302. That is, a gate valve 302 is provided at a connecting portion between the transfer chamber 170 and the film thickness measurement chamber 301. An opening that communicates between the transport chamber 170 and the film thickness measurement chamber 301 by an opening 175 formed in the transport chamber 170 (an opening facing the film thickness measurement chamber 301) and an opening 305 formed in the film thickness measurement chamber 301. 350 are configured. Gate valve 302 opens and closes opening 350.

図10は、開口部350を搬送チャンバー170の側から見た図である。図10に示すように、開口部350を正面から見た形状は、水平方向の長さが鉛直方向の幅よりも長い横長の矩形形状である。開口部350の長手方向の一端部近傍にはガス供給ポート501が設けられるとともに、他端部近傍には排気ポート502が設けられている。第1実施形態においては、ガス供給ポート501および排気ポート502は搬送チャンバー170に設けられる。すなわち、ガス供給ポート501および排気ポート502は、開口部350を挟む両側方のうち搬送チャンバー170の側に設けられている。 FIG. 10 is a diagram of the opening 350 viewed from the transfer chamber 170 side. As shown in FIG. 10, the shape of the opening 350 when viewed from the front is a horizontally long rectangular shape in which the length in the horizontal direction is longer than the width in the vertical direction. A gas supply port 501 is provided near one end in the longitudinal direction of the opening 350, and an exhaust port 502 is provided near the other end. In the first embodiment, a gas supply port 501 and an exhaust port 502 are provided in the transfer chamber 170. That is, the gas supply port 501 and the exhaust port 502 are provided on the transfer chamber 170 side of both sides of the opening 350 .

図9に戻り、配管610の先端は膜厚測定チャンバー301に接続され、基端は不活性ガス供給源601に接続されている。配管610の経路途中には、マスフローコントローラ611および給気バルブ612が設けられる。給気バルブ612が開放されると、不活性ガス供給源601から膜厚測定チャンバー301に不活性ガスとしての窒素ガス(N)が供給される。供給される窒素ガスの流量はマスフローコントローラ611によって調整される。 Returning to FIG. 9, the tip of the pipe 610 is connected to the film thickness measurement chamber 301, and the base end is connected to the inert gas supply source 601. A mass flow controller 611 and an air supply valve 612 are provided along the route of the piping 610. When the air supply valve 612 is opened, nitrogen gas (N 2 ) as an inert gas is supplied from the inert gas supply source 601 to the film thickness measurement chamber 301 . The flow rate of the supplied nitrogen gas is adjusted by a mass flow controller 611.

また、排気ライン690と膜厚測定チャンバー301とが配管618によって接続されている。膜厚測定チャンバー301から配管618に排出された気体は排気ライン690を経て排気設備に排気される。 Furthermore, the exhaust line 690 and the film thickness measurement chamber 301 are connected by a pipe 618. The gas discharged from the film thickness measurement chamber 301 into the pipe 618 is exhausted to the exhaust equipment via the exhaust line 690.

配管620の先端は搬送チャンバー170に接続され、基端は不活性ガス供給源601に接続されている。配管620の経路途中には、マスフローコントローラ621および給気バルブ622が設けられる。給気バルブ622が開放されると、不活性ガス供給源601から搬送チャンバー170に窒素ガスが供給される。供給される窒素ガスの流量はマスフローコントローラ621によって調整される。 The tip of the pipe 620 is connected to the transfer chamber 170, and the base end is connected to the inert gas supply source 601. A mass flow controller 621 and an air supply valve 622 are provided along the route of the piping 620. When the air supply valve 622 is opened, nitrogen gas is supplied from the inert gas supply source 601 to the transfer chamber 170. The flow rate of the supplied nitrogen gas is adjusted by a mass flow controller 621.

また、排気ライン690と搬送チャンバー170とが配管628によって接続されている。搬送チャンバー170から配管628に排出された気体は排気ライン690を経て排気設備に排気される。 Further, the exhaust line 690 and the transfer chamber 170 are connected by a pipe 628. The gas discharged from the transfer chamber 170 into the pipe 628 is exhausted to the exhaust equipment via the exhaust line 690.

さらに、配管630の先端はガス供給ポート501に接続され、基端は不活性ガス供給源601に接続されている。配管630の経路途中には、マスフローコントローラ631および給気バルブ632が設けられる。給気バルブ632が開放されると、不活性ガス供給源601からガス供給ポート501に窒素ガスが供給される。供給される窒素ガスの流量はマスフローコントローラ631によって調整される。 Further, the tip of the pipe 630 is connected to the gas supply port 501, and the base end is connected to the inert gas supply source 601. A mass flow controller 631 and an air supply valve 632 are provided along the route of the piping 630. When the air supply valve 632 is opened, nitrogen gas is supplied from the inert gas supply source 601 to the gas supply port 501. The flow rate of the supplied nitrogen gas is adjusted by a mass flow controller 631.

一方、排気ポート502は排気ライン690と配管638によって接続されている。配管638の経路途中には排気バルブ639が設けられる。排気バルブ639が開放されると、排気ポート502から配管638を経て排気ライン690に気体が排気される。 On the other hand, the exhaust port 502 is connected to an exhaust line 690 by a pipe 638. An exhaust valve 639 is provided along the route of the pipe 638. When the exhaust valve 639 is opened, gas is exhausted from the exhaust port 502 to the exhaust line 690 via the piping 638.

給気バルブ632および排気バルブ639の双方が開放されると、ガス供給ポート501から水平方向に向けて開口部350を覆うように窒素ガスが噴出されるとともに、ガス供給ポート501から噴出された窒素ガスが排気ポート502によって吸引される。ガス供給ポート501から噴出された窒素ガスを排気ポート502が吸引することによって、開口部350を覆う窒素ガスのカーテンが形成される。この窒素ガスのカーテンは水平方向に沿って流れる。よって、窒素ガスのカーテンの流れと平行な開口部350の長さは、カーテンの流れと垂直な開口部350の幅よりも長くなる。 When both the air supply valve 632 and the exhaust valve 639 are opened, nitrogen gas is ejected from the gas supply port 501 in the horizontal direction so as to cover the opening 350, and the nitrogen gas ejected from the gas supply port 501 is Gas is drawn through exhaust port 502. When the exhaust port 502 sucks nitrogen gas ejected from the gas supply port 501, a curtain of nitrogen gas covering the opening 350 is formed. This curtain of nitrogen gas flows along the horizontal direction. Therefore, the length of the opening 350 parallel to the flow of the nitrogen gas curtain is longer than the width of the opening 350 perpendicular to the flow of the curtain.

開口部350を覆うように窒素ガスのカーテンを形成することにより、膜厚測定チャンバー301内の雰囲気と搬送チャンバー170内の雰囲気とが遮断される。これにより、膜厚測定チャンバー301内から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのを防止することができ、搬送チャンバー170内の酸素濃度の上昇を抑制することができる。なお、上述の説明は、膜厚測定チャンバー301と搬送チャンバー170との雰囲気遮断についてであったが、検査チャンバー401と搬送チャンバー170とについても同様の構成によって雰囲気遮断がなされている。 By forming a nitrogen gas curtain to cover the opening 350, the atmosphere inside the film thickness measurement chamber 301 and the atmosphere inside the transfer chamber 170 are cut off. Thereby, it is possible to prevent an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transfer chamber 170 from inside the film thickness measurement chamber 301, and it is possible to suppress an increase in the oxygen concentration in the transfer chamber 170. Note that although the above description has been made regarding the atmosphere isolation between the film thickness measurement chamber 301 and the transfer chamber 170, the atmosphere isolation is also achieved between the inspection chamber 401 and the transfer chamber 170 using a similar configuration.

次に、本発明に係る熱処理装置100の処理動作について説明する。以下に説明する半導体ウェハーWの処理手順は、制御部3が熱処理装置100の各動作機構を制御することにより進行する。 Next, the processing operation of the heat processing apparatus 100 according to the present invention will be explained. The processing procedure of the semiconductor wafer W described below proceeds as the control unit 3 controls each operating mechanism of the heat treatment apparatus 100.

まず、シリコンの未処理の半導体ウェハーWがキャリアCに複数枚収容された状態でインデクサ部110の3つのロードポート111のいずれかに載置される。そして、受渡ロボット120が当該キャリアCから未処理の半導体ウェハーWを取り出す。受渡ロボット120は、キャリアCから取り出した半導体ウェハーWをアライメント部230のアライメントチャンバー231に搬入する。このときには、ゲートバルブ232が開放されることによって、インデクサ部110からアライメントチャンバー231内に雰囲気が流れ込み、アライメントチャンバー231内の酸素濃度が一時的に急上昇する。半導体ウェハーWがアライメントチャンバー231に搬入された後、ゲートバルブ232が閉じてアライメントチャンバー231内に窒素を供給するとともに内部雰囲気を排気することにより、アライメントチャンバー231内が窒素雰囲気となって酸素濃度が低下する。なお、ゲートバルブ233は閉じたままである。 First, a plurality of unprocessed silicon semiconductor wafers W housed in a carrier C are placed on one of the three load ports 111 of the indexer section 110. Then, the delivery robot 120 takes out the unprocessed semiconductor wafer W from the carrier C. The delivery robot 120 carries the semiconductor wafer W taken out from the carrier C into the alignment chamber 231 of the alignment section 230. At this time, by opening the gate valve 232, the atmosphere flows into the alignment chamber 231 from the indexer section 110, and the oxygen concentration in the alignment chamber 231 temporarily increases. After the semiconductor wafer W is carried into the alignment chamber 231, the gate valve 232 is closed to supply nitrogen into the alignment chamber 231 and exhaust the internal atmosphere, thereby creating a nitrogen atmosphere in the alignment chamber 231 and reducing the oxygen concentration. descend. Note that the gate valve 233 remains closed.

アライメント部230は、アライメントチャンバー231に搬入された半導体ウェハーWをその中心部を回転中心として水平面内にて鉛直方向軸まわりで回転させ、ノッチ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーWの向きを調整する。 The alignment unit 230 rotates the semiconductor wafer W carried into the alignment chamber 231 around a vertical axis in a horizontal plane with its center as the rotation center, and optically detects a notch or the like to determine the orientation of the semiconductor wafer W. Adjust.

次に、ゲートバルブ233が開いて搬送ロボット150がアライメントチャンバー231から搬送チャンバー170に半導体ウェハーWを搬出する。そして、ゲートバルブ302が開口部350を開放し、搬送ロボット150が半導体ウェハーWを膜厚測定チャンバー301に搬入する。 Next, the gate valve 233 is opened and the transfer robot 150 carries out the semiconductor wafer W from the alignment chamber 231 to the transfer chamber 170. Then, the gate valve 302 opens the opening 350, and the transfer robot 150 carries the semiconductor wafer W into the film thickness measurement chamber 301.

ゲートバルブ302が開口部350を閉じているときには、給気バルブ632および排気バルブ639が閉止されているため、ガス供給ポート501から窒素ガスは噴出されず、窒素ガスのカーテンも形成されていない。そして、ゲートバルブ302が開口部350を開放したときのみ、制御部3が給気バルブ632および排気バルブ639を開いてガス供給ポート501から窒素ガスを噴出させる。ガス供給ポート501から噴出された窒素ガスは排気ポート502によって吸引される。これにより、ゲートバルブ302が開口部350を開放したときのみ、開口部350を覆う窒素ガスのカーテンが形成されることとなる。なお、ゲートバルブ302の開閉に関わらず、給気バルブ612および給気バルブ622は通常常時開放されており、膜厚測定チャンバー301内および搬送チャンバー170内は絶えず窒素パージされている。 When the gate valve 302 closes the opening 350, the air supply valve 632 and the exhaust valve 639 are closed, so that no nitrogen gas is ejected from the gas supply port 501, and no nitrogen gas curtain is formed. Then, only when the gate valve 302 opens the opening 350, the control unit 3 opens the air supply valve 632 and the exhaust valve 639 to blow out nitrogen gas from the gas supply port 501. Nitrogen gas ejected from the gas supply port 501 is sucked by the exhaust port 502. As a result, a curtain of nitrogen gas covering the opening 350 is formed only when the gate valve 302 opens the opening 350. Note that regardless of whether the gate valve 302 is opened or closed, the air supply valve 612 and the air supply valve 622 are normally always open, and the inside of the film thickness measurement chamber 301 and the inside of the transfer chamber 170 are constantly purged with nitrogen.

窒素パージされていても膜厚測定チャンバー301は密閉チャンバー構造とすることができないため、膜厚測定チャンバー301内の酸素濃度は搬送チャンバー170内の酸素濃度よりも高くなる。ゲートバルブ302が開口部350を開放したときに、開口部350を覆う窒素ガスのカーテンが形成されるため、膜厚測定チャンバー301内から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのを防止することができる。これにより、搬送チャンバー170内の酸素濃度の上昇を抑制することができる。 Even if it is purged with nitrogen, the film thickness measurement chamber 301 cannot have a closed chamber structure, so the oxygen concentration in the film thickness measurement chamber 301 is higher than the oxygen concentration in the transfer chamber 170. When the gate valve 302 opens the opening 350, a nitrogen gas curtain covering the opening 350 is formed, thereby preventing an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transfer chamber 170 from inside the film thickness measurement chamber 301. be able to. Thereby, an increase in oxygen concentration within the transfer chamber 170 can be suppressed.

開口部350を覆う窒素ガスのカーテンが形成されている状態で搬送ロボット150が半導体ウェハーWを搬送チャンバー170から膜厚測定チャンバー301に搬入する。搬送ロボット150は、半導体ウェハーWを水平姿勢で搬送する。窒素ガスのカーテンも水平方向に沿って流れる。このため、図10に示すように、搬送ロボット150によって開口部350を経由して搬送チャンバー170から膜厚測定チャンバー301に搬送される半導体ウェハーWと窒素ガスのカーテンの流れとは平行である。 The transport robot 150 transports the semiconductor wafer W from the transport chamber 170 into the film thickness measurement chamber 301 with a nitrogen gas curtain covering the opening 350 formed. The transport robot 150 transports the semiconductor wafer W in a horizontal position. A curtain of nitrogen gas also flows along the horizontal direction. Therefore, as shown in FIG. 10, the flow of the nitrogen gas curtain is parallel to the semiconductor wafer W transferred by the transfer robot 150 from the transfer chamber 170 to the film thickness measurement chamber 301 via the opening 350.

仮に、鉛直方向(上下方向)に沿って流れるような窒素ガスのカーテンが形成されていると、半導体ウェハーWと窒素ガスのカーテンの流れとが垂直となるため、窒素ガスのカーテンが搬送される半導体ウェハーWによって遮られることとなる。そうすると、開口部350の一部は窒素ガスのカーテンで覆われなくなり、その部分から膜厚測定チャンバー301内の酸素ガスを含む雰囲気が搬送チャンバー170に流れ込むこととなる。本実施形態では、搬送チャンバー170から膜厚測定チャンバー301に搬送される半導体ウェハーWと窒素ガスのカーテンの流れとが平行であるため、窒素ガスのカーテンが搬送される半導体ウェハーWによって遮られることはない。その結果、半導体ウェハーWの搬送時にも開口部350は窒素ガスのカーテンによって確実に覆われることとなり、搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのをより確実に防止することができる。 If a nitrogen gas curtain is formed that flows in the vertical direction (vertical direction), the flow of the nitrogen gas curtain will be perpendicular to the semiconductor wafer W, and the nitrogen gas curtain will be transported. It will be blocked by the semiconductor wafer W. Then, a part of the opening 350 is no longer covered by the nitrogen gas curtain, and the atmosphere containing oxygen gas in the film thickness measurement chamber 301 flows into the transfer chamber 170 from that part. In this embodiment, the flow of the nitrogen gas curtain is parallel to the semiconductor wafer W transported from the transport chamber 170 to the film thickness measurement chamber 301, so that the nitrogen gas curtain is not blocked by the semiconductor wafer W being transported. There isn't. As a result, the opening 350 is reliably covered by the nitrogen gas curtain even when the semiconductor wafer W is being transported, and it is possible to more reliably prevent an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transport chamber 170.

膜厚測定部300は、膜厚測定チャンバー301に搬入された半導体ウェハーWの表面に形成されている薄膜の膜厚を測定する。このステップでは、膜厚測定部300は、熱処理部160にて熱処理が行われる前の半導体ウェハーWの膜厚測定を行うこととなる。熱処理前であってもシリコンの半導体ウェハーWの表面には自然酸化膜が形成されており、膜厚測定部300はその自然酸化膜の膜厚を測定する。なお、膜厚測定中は、ゲートバルブ302が開口部350を閉じているため、膜厚測定チャンバー301から搬送チャンバー170に雰囲気が流れ込むことはなく、ガス供給ポート501からの窒素ガス噴出は停止されている。 The film thickness measurement unit 300 measures the thickness of the thin film formed on the surface of the semiconductor wafer W carried into the film thickness measurement chamber 301. In this step, the film thickness measurement unit 300 measures the film thickness of the semiconductor wafer W before being subjected to heat treatment in the heat treatment unit 160. A natural oxide film is formed on the surface of the silicon semiconductor wafer W even before the heat treatment, and the film thickness measurement section 300 measures the thickness of the natural oxide film. Note that during film thickness measurement, since the gate valve 302 closes the opening 350, the atmosphere does not flow into the transfer chamber 170 from the film thickness measurement chamber 301, and the nitrogen gas blowout from the gas supply port 501 is stopped. ing.

処理前の膜厚測定が終了した後、ゲートバルブ302が開口部350を再び開放し、搬送ロボット150が膜厚測定チャンバー301から搬送チャンバー170に半導体ウェハーWを搬出する。このときにも、開口部350を覆う窒素ガスのカーテンが形成されることとなり、膜厚測定チャンバー301内から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むことは防がれている。 After the pre-processing film thickness measurement is completed, the gate valve 302 opens the opening 350 again, and the transport robot 150 transports the semiconductor wafer W from the film thickness measurement chamber 301 to the transport chamber 170. At this time as well, a curtain of nitrogen gas is formed to cover the opening 350, thereby preventing an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transfer chamber 170 from within the film thickness measurement chamber 301.

次に、ゲートバルブ402が開放されて搬送ロボット150が半導体ウェハーWを搬送チャンバー170から検査チャンバー401に搬入する。このときにも、ゲートバルブ402が搬送チャンバー170と検査チャンバー401とを連通する開口部を開放しているときには、その開口部を覆う窒素ガスのカーテンが形成される。これにより、検査チャンバー401から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのを防止することができる。 Next, the gate valve 402 is opened, and the transfer robot 150 carries the semiconductor wafer W from the transfer chamber 170 into the inspection chamber 401. Also at this time, when the gate valve 402 opens the opening that communicates the transfer chamber 170 and the inspection chamber 401, a curtain of nitrogen gas is formed to cover the opening. This can prevent an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transfer chamber 170 from the inspection chamber 401.

検査部400は、検査チャンバー401に搬入された半導体ウェハーWの裏面の傷を検査する。裏面検査中はゲートバルブ402が閉じられている。半導体ウェハーWの裏面検査が終了した後、ゲートバルブ402が再び開いて搬送ロボット150が検査チャンバー401から搬送チャンバー170に半導体ウェハーWを搬出する。このときにも、窒素ガスのカーテンが形成されており、検査チャンバー401内から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むことは防止される。そして、ゲートバルブ185が開放されて搬送ロボット150が半導体ウェハーWを熱処理部160の処理チャンバー6に搬入する。 The inspection unit 400 inspects the back surface of the semiconductor wafer W carried into the inspection chamber 401 for flaws. Gate valve 402 is closed during backside inspection. After the backside inspection of the semiconductor wafer W is completed, the gate valve 402 is opened again and the transfer robot 150 carries out the semiconductor wafer W from the inspection chamber 401 to the transfer chamber 170. At this time as well, a nitrogen gas curtain is formed to prevent an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transfer chamber 170 from inside the inspection chamber 401. Then, the gate valve 185 is opened and the transfer robot 150 carries the semiconductor wafer W into the processing chamber 6 of the heat processing section 160.

処理チャンバー6への半導体ウェハーWの搬入に先立って、給気のためのバルブ84が開放されるとともに、排気用のバルブ89,192が開放されて処理チャンバー6内に対する給排気が開始される。バルブ84が開放されると、ガス供給孔81から熱処理空間65に窒素ガスが供給される。また、バルブ89が開放されると、ガス排気孔86から処理チャンバー6内の気体が排気される。これにより、処理チャンバー6内の熱処理空間65の上部から供給された窒素ガスが下方へと流れ、熱処理空間65の下部から排気される。また、バルブ192が開放されることによって、搬送開口部66からも処理チャンバー6内の気体が排気される。さらに、図示省略の排気機構によって移載機構10の駆動部周辺の雰囲気も排気される。 Prior to carrying the semiconductor wafer W into the processing chamber 6, the air supply valve 84 is opened, and the exhaust valves 89 and 192 are opened to start supplying and exhausting air into the processing chamber 6. When the valve 84 is opened, nitrogen gas is supplied from the gas supply hole 81 to the heat treatment space 65 . Further, when the valve 89 is opened, the gas inside the processing chamber 6 is exhausted from the gas exhaust hole 86. As a result, the nitrogen gas supplied from the upper part of the heat treatment space 65 in the processing chamber 6 flows downward and is exhausted from the lower part of the heat treatment space 65. Furthermore, by opening the valve 192, the gas in the processing chamber 6 is also exhausted from the transfer opening 66. Further, the atmosphere around the drive section of the transfer mechanism 10 is also exhausted by an exhaust mechanism (not shown).

続いて、ゲートバルブ185が開いて搬送開口部66が開放され、搬送ロボット150により搬送開口部66を介して処理対象となる半導体ウェハーWが処理チャンバー6内の熱処理空間65に搬入される。搬送ロボット150は、未処理の半導体ウェハーWを保持する搬送ハンド151a(または搬送ハンド151b)を保持部7の直上位置まで進出させて停止させる。そして、移載機構10の一対の移載アーム11が退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン12が貫通孔79を通ってサセプタ74の保持プレート75の上面から突き出て半導体ウェハーWを受け取る。このとき、リフトピン12は基板支持ピン77の上端よりも上方にまで上昇する。 Subsequently, the gate valve 185 is opened to open the transfer opening 66, and the semiconductor wafer W to be processed is carried into the heat treatment space 65 in the processing chamber 6 by the transfer robot 150 via the transfer opening 66. The transfer robot 150 advances the transfer hand 151a (or transfer hand 151b) holding the unprocessed semiconductor wafer W to a position directly above the holding section 7 and stops it. When the pair of transfer arms 11 of the transfer mechanism 10 horizontally move from the retracted position to the transfer operation position and rise, the lift pins 12 pass through the through holes 79 and protrude from the upper surface of the holding plate 75 of the susceptor 74. and receives the semiconductor wafer W. At this time, the lift pins 12 rise above the upper ends of the substrate support pins 77.

未処理の半導体ウェハーWがリフトピン12に載置された後、搬送ロボット150が搬送ハンド151aを熱処理空間65から退出させ、ゲートバルブ185によって搬送開口部66が閉鎖される。そして、一対の移載アーム11が下降することにより、半導体ウェハーWは移載機構10から保持部7のサセプタ74に受け渡されて水平姿勢にて下方より保持される。半導体ウェハーWは、保持プレート75上に立設された複数の基板支持ピン77によって支持されてサセプタ74に保持される。また、半導体ウェハーWは、処理対象となる表面を上面として保持部7に保持される。複数の基板支持ピン77によって支持された半導体ウェハーWの裏面(表面とは反対側の主面)と保持プレート75の保持面75aとの間には所定の間隔が形成される。サセプタ74の下方にまで下降した一対の移載アーム11は水平移動機構13によって退避位置、すなわち凹部62の内側に退避する。 After the unprocessed semiconductor wafer W is placed on the lift pins 12, the transfer robot 150 moves the transfer hand 151a out of the heat treatment space 65, and the gate valve 185 closes the transfer opening 66. Then, by lowering the pair of transfer arms 11, the semiconductor wafer W is transferred from the transfer mechanism 10 to the susceptor 74 of the holding section 7, and is held from below in a horizontal position. The semiconductor wafer W is supported by a plurality of substrate support pins 77 erected on the holding plate 75 and held by the susceptor 74 . Further, the semiconductor wafer W is held by the holding unit 7 with the surface to be processed as the upper surface. A predetermined distance is formed between the back surface (main surface opposite to the front surface) of the semiconductor wafer W supported by the plurality of substrate support pins 77 and the holding surface 75a of the holding plate 75. The pair of transfer arms 11 that have descended below the susceptor 74 are moved to a retracted position, that is, inside the recess 62, by the horizontal movement mechanism 13.

半導体ウェハーWが処理チャンバー6に搬入されてサセプタ74に保持された後、40本のハロゲンランプHLが一斉に点灯して予備加熱(アシスト加熱)が開始される。ハロゲンランプHLから出射されたハロゲン光は、石英にて形成された下側チャンバー窓64およびサセプタ74を透過して半導体ウェハーWの下面から照射される。ハロゲンランプHLからの光照射を受けることによって半導体ウェハーWが予備加熱されて温度が上昇する。なお、移載機構10の移載アーム11は凹部62の内側に退避しているため、ハロゲンランプHLによる加熱の障害となることは無い。 After the semiconductor wafer W is carried into the processing chamber 6 and held by the susceptor 74, the 40 halogen lamps HL are turned on all at once to start preheating (assist heating). The halogen light emitted from the halogen lamp HL passes through the lower chamber window 64 and the susceptor 74 formed of quartz, and is irradiated from the lower surface of the semiconductor wafer W. By receiving light irradiation from the halogen lamp HL, the semiconductor wafer W is preheated and its temperature increases. Note that since the transfer arm 11 of the transfer mechanism 10 is retracted inside the recess 62, it does not interfere with the heating by the halogen lamp HL.

ハロゲンランプHLによる予備加熱を行うときには、半導体ウェハーWの温度が下部放射温度計20によって測定されている。すなわち、サセプタ74に保持された半導体ウェハーWの下面から開口部78を介して放射された赤外光を下部放射温度計20が受光して昇温中のウェハー温度を測定する。測定された半導体ウェハーWの温度は制御部3に伝達される。制御部3は、ハロゲンランプHLからの光照射によって昇温する半導体ウェハーWの温度が所定の予備加熱温度T1に到達したか否かを監視しつつ、ハロゲンランプHLの出力を制御する。すなわち、制御部3は、下部放射温度計20による測定値に基づいて、半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1となるようにハロゲンランプHLの出力をフィードバック制御する。 When performing preheating with the halogen lamp HL, the temperature of the semiconductor wafer W is measured by the lower radiation thermometer 20. That is, the lower radiation thermometer 20 receives infrared light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74 through the opening 78 to measure the temperature of the wafer being heated. The measured temperature of the semiconductor wafer W is transmitted to the control section 3. The control unit 3 controls the output of the halogen lamp HL while monitoring whether the temperature of the semiconductor wafer W, which is heated by light irradiation from the halogen lamp HL, has reached a predetermined preheating temperature T1. That is, the control unit 3 feedback-controls the output of the halogen lamp HL based on the measurement value by the lower radiation thermometer 20 so that the temperature of the semiconductor wafer W becomes the preheating temperature T1.

半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1に到達した後、制御部3は半導体ウェハーWをその予備加熱温度T1に暫時維持する。具体的には、下部放射温度計20によって測定される半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1に到達した時点にて制御部3がハロゲンランプHLの出力を調整し、半導体ウェハーWの温度をほぼ予備加熱温度T1に維持している。 After the temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1, the control section 3 maintains the semiconductor wafer W at the preheating temperature T1 for a while. Specifically, when the temperature of the semiconductor wafer W measured by the lower radiation thermometer 20 reaches the preheating temperature T1, the control unit 3 adjusts the output of the halogen lamp HL to bring the temperature of the semiconductor wafer W to about the same level. The preheating temperature is maintained at T1.

このようなハロゲンランプHLによる予備加熱を行うことによって、半導体ウェハーWの全体を予備加熱温度T1に均一に昇温している。ハロゲンランプHLによる予備加熱の段階においては、より放熱が生じやすい半導体ウェハーWの周縁部の温度が中央部よりも低下する傾向にあるが、ハロゲンランプハウス4におけるハロゲンランプHLの配設密度は、半導体ウェハーWの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域の方が高くなっている。このため、放熱が生じやすい半導体ウェハーWの周縁部に照射される光量が多くなり、予備加熱段階における半導体ウェハーWの面内温度分布を均一なものとすることができる。 By performing preheating using the halogen lamp HL, the entire semiconductor wafer W is uniformly heated to the preheating temperature T1. At the stage of preheating by the halogen lamps HL, the temperature at the periphery of the semiconductor wafer W, where heat radiation is more likely to occur, tends to be lower than that at the center, but the density of the halogen lamps HL in the halogen lamp house 4 is The area facing the peripheral edge of the semiconductor wafer W is higher than the area facing the center. Therefore, the amount of light irradiated onto the peripheral edge of the semiconductor wafer W, where heat radiation is likely to occur, increases, and the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer W during the preheating stage can be made uniform.

半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1に到達して所定時間が経過した時点にてフラッシュランプFLが半導体ウェハーWの表面にフラッシュ光照射を行う。このとき、フラッシュランプFLから放射されるフラッシュ光の一部は直接に処理チャンバー6内へと向かい、他の一部は一旦リフレクタ52により反射されてから処理チャンバー6内へと向かい、これらのフラッシュ光の照射により半導体ウェハーWのフラッシュ加熱が行われる。 When the temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1 and a predetermined time has elapsed, the flash lamp FL irradiates the surface of the semiconductor wafer W with flash light. At this time, a part of the flash light emitted from the flash lamp FL goes directly into the processing chamber 6, and the other part is once reflected by the reflector 52 and then heads into the processing chamber 6. Flash heating of the semiconductor wafer W is performed by irradiating the light.

フラッシュ加熱は、フラッシュランプFLからのフラッシュ光(閃光)照射により行われるため、半導体ウェハーWの表面温度を短時間で上昇することができる。すなわち、フラッシュランプFLから照射されるフラッシュ光は、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射時間が0.1ミリセカンド以上100ミリセカンド以下程度の極めて短く強い閃光である。そして、フラッシュランプFLからのフラッシュ光照射によりフラッシュ加熱される半導体ウェハーWの表面温度は、瞬間的に処理温度T2まで上昇した後、急速に下降する。 Since flash heating is performed by irradiating flash light from the flash lamp FL, the surface temperature of the semiconductor wafer W can be raised in a short time. In other words, the flash light emitted from the flash lamp FL is generated by converting electrostatic energy stored in a capacitor in advance into an extremely short light pulse, and the irradiation time is extremely short, ranging from 0.1 milliseconds to 100 milliseconds. It's a strong flash. Then, the surface temperature of the semiconductor wafer W, which is flash-heated by the flash light irradiation from the flash lamp FL, instantaneously rises to the processing temperature T2, and then rapidly falls.

フラッシュ加熱処理が終了した後、所定時間経過後にハロゲンランプHLが消灯する。これにより、半導体ウェハーWが予備加熱温度T1から急速に降温する。降温中の半導体ウェハーWの温度は下部放射温度計20によって測定され、その測定結果は制御部3に伝達される。制御部3は、下部放射温度計20の測定結果より半導体ウェハーWの温度が所定温度まで降温したか否かを監視する。そして、半導体ウェハーWの温度が所定以下にまで降温した後、移載機構10の一対の移載アーム11が再び退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン12がサセプタ74の上面から突き出て熱処理後の半導体ウェハーWをサセプタ74から受け取る。続いて、ゲートバルブ185により閉鎖されていた搬送開口部66が開放され、リフトピン12上に載置された処理後の半導体ウェハーWが搬送ロボット150の搬送ハンド151b(または搬送ハンド151a)により搬出される。具体的には、搬送ロボット150は、搬送ハンド151bをリフトピン12によって突き上げられた半導体ウェハーWの直下位置にまで進出させて停止させる。そして、一対の移載アーム11が下降することにより、フラッシュ加熱後の半導体ウェハーWが搬送ハンド151bに渡されて載置される。その後、搬送ロボット150が搬送ハンド151bを処理チャンバー6から退出させて熱処理後の半導体ウェハーWを搬送チャンバー170に搬出する。 After the flash heat treatment is completed, the halogen lamp HL is turned off after a predetermined period of time has elapsed. As a result, the temperature of the semiconductor wafer W is rapidly lowered from the preheating temperature T1. The temperature of the semiconductor wafer W during cooling is measured by the lower radiation thermometer 20, and the measurement result is transmitted to the control section 3. The control unit 3 monitors whether the temperature of the semiconductor wafer W has decreased to a predetermined temperature based on the measurement result of the lower radiation thermometer 20. After the temperature of the semiconductor wafer W falls below a predetermined temperature, the pair of transfer arms 11 of the transfer mechanism 10 move horizontally again from the retracted position to the transfer operation position and rise, so that the lift pins 12 move toward the susceptor. It protrudes from the upper surface of the susceptor 74 and receives the heat-treated semiconductor wafer W from the susceptor 74 . Subsequently, the transfer opening 66 that had been closed by the gate valve 185 is opened, and the processed semiconductor wafer W placed on the lift pin 12 is carried out by the transfer hand 151b (or transfer hand 151a) of the transfer robot 150. Ru. Specifically, the transfer robot 150 advances the transfer hand 151b to a position directly below the semiconductor wafer W pushed up by the lift pins 12 and stops it. Then, by lowering the pair of transfer arms 11, the flash-heated semiconductor wafer W is transferred to and placed on the transfer hand 151b. Thereafter, the transfer robot 150 moves the transfer hand 151b out of the processing chamber 6 and transfers the heat-treated semiconductor wafer W to the transfer chamber 170.

次に、ゲートバルブ132が開いて搬送ロボット150が熱処理後の半導体ウェハーWを冷却部130のクールチャンバー131に搬入する。冷却部130は、熱処理直後の比較的高温の半導体ウェハーWを常温近傍にまで冷却する。なお、半導体ウェハーWの冷却処理は冷却部140のクールチャンバー141にて行うようにしても良い。 Next, the gate valve 132 is opened, and the transfer robot 150 carries the heat-treated semiconductor wafer W into the cool chamber 131 of the cooling section 130. The cooling unit 130 cools the semiconductor wafer W, which is at a relatively high temperature immediately after the heat treatment, to around room temperature. Note that the cooling process of the semiconductor wafer W may be performed in the cool chamber 141 of the cooling section 140.

冷却処理が終了した後、搬送ロボット150がクールチャンバー131から搬送チャンバー170に冷却後の半導体ウェハーWを搬出する。そして、再びゲートバルブ302が開口部350を開放し、搬送ロボット150が半導体ウェハーWを膜厚測定チャンバー301に搬入する。このときにも、ゲートバルブ302が開口部350を開放しているときには、開口部350を覆う窒素ガスのカーテンが形成されるため、膜厚測定チャンバー301から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのを防止することができる。 After the cooling process is completed, the transfer robot 150 carries out the cooled semiconductor wafer W from the cool chamber 131 to the transfer chamber 170. Then, the gate valve 302 opens the opening 350 again, and the transfer robot 150 carries the semiconductor wafer W into the film thickness measurement chamber 301. Also at this time, when the gate valve 302 opens the opening 350, a curtain of nitrogen gas is formed covering the opening 350, so that an atmosphere containing oxygen gas flows from the film thickness measurement chamber 301 to the transfer chamber 170. This can prevent it from flowing in.

膜厚測定部300は、膜厚測定チャンバー301に搬入された半導体ウェハーWの表面に形成されている薄膜の膜厚を測定する。このステップでは、膜厚測定部300は、熱処理部160にて熱処理が行われた後の半導体ウェハーWの膜厚測定を行うこととなる。熱処理部160にてフラッシュ加熱処理により成膜処理が行われる場合には、処理後に測定された膜厚から処理前に測定された膜厚を減ずることにより、成膜された薄膜の膜厚を算定することができる。 The film thickness measurement unit 300 measures the thickness of the thin film formed on the surface of the semiconductor wafer W carried into the film thickness measurement chamber 301. In this step, the film thickness measurement section 300 measures the film thickness of the semiconductor wafer W after being heat-treated in the heat treatment section 160. When a film formation process is performed by flash heat treatment in the heat treatment section 160, the thickness of the formed thin film is calculated by subtracting the film thickness measured before the process from the film thickness measured after the process. can do.

処理後の膜厚測定が終了した後、搬送ロボット150が膜厚測定チャンバー301から搬送チャンバー170に半導体ウェハーWを搬出する。そして、ゲートバルブ293が開放されて搬送ロボット150が半導体ウェハーWを反り計測部290の反り計測チャンバー291に搬入する。半導体ウェハーWが反り計測チャンバー291に搬入された後、ゲートバルブ293が閉じて反り計測部290が加熱処理後の半導体ウェハーWに生じている反りを計測する。 After the film thickness measurement after processing is completed, the transport robot 150 carries out the semiconductor wafer W from the film thickness measurement chamber 301 to the transport chamber 170. Then, the gate valve 293 is opened, and the transfer robot 150 carries the semiconductor wafer W into the warp measurement chamber 291 of the warp measurement section 290. After the semiconductor wafer W is carried into the warp measurement chamber 291, the gate valve 293 is closed and the warp measurement section 290 measures the warp occurring in the semiconductor wafer W after the heat treatment.

ウェハー反りの計測が終了した後、ゲートバルブ292が開放される。そして、受渡ロボット120が反り計測チャンバー291から半導体ウェハーWを取り出す。受渡ロボット120は、反り計測チャンバー291から取り出した半導体ウェハーWを元のキャリアCに格納する。以上のようにして1枚の半導体ウェハーWの熱処理が完了する。 After the measurement of wafer warpage is completed, the gate valve 292 is opened. Then, the delivery robot 120 takes out the semiconductor wafer W from the warpage measurement chamber 291. The delivery robot 120 stores the semiconductor wafer W taken out from the warp measurement chamber 291 into the original carrier C. As described above, the heat treatment of one semiconductor wafer W is completed.

第1実施形態においては、低酸素濃度の雰囲気が要求される搬送チャンバー170に比較的酸素濃度の高い膜厚測定チャンバー301および検査チャンバー401が連結されている。なお、搬送チャンバー170に連結されたクールチャンバー131,141の酸素濃度は搬送チャンバー170内の酸素濃度と同程度である。また、熱処理部160の処理チャンバー6内の酸素濃度は搬送チャンバー170内の酸素濃度よりも低い。 In the first embodiment, a film thickness measurement chamber 301 and an inspection chamber 401 having a relatively high oxygen concentration are connected to a transfer chamber 170 that requires an atmosphere with a low oxygen concentration. Note that the oxygen concentration in the cool chambers 131 and 141 connected to the transfer chamber 170 is approximately the same as the oxygen concentration in the transfer chamber 170. Furthermore, the oxygen concentration in the processing chamber 6 of the heat treatment section 160 is lower than the oxygen concentration in the transfer chamber 170.

ゲートバルブ302が開口部350を開放したときには、膜厚測定チャンバー301内から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むおそれがあるため、開口部350を覆う窒素ガスのカーテンを形成している。これにより、膜厚測定チャンバー301内から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのを防止することができ、搬送チャンバー170内の酸素濃度の上昇を抑制することができる。 When the gate valve 302 opens the opening 350, an atmosphere containing oxygen gas may flow into the transfer chamber 170 from inside the film thickness measurement chamber 301, so a curtain of nitrogen gas is formed to cover the opening 350. Thereby, it is possible to prevent an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transfer chamber 170 from inside the film thickness measurement chamber 301, and it is possible to suppress an increase in the oxygen concentration in the transfer chamber 170.

特に、第1実施形態においては、搬送チャンバー170と膜厚測定チャンバー301との間で搬送される半導体ウェハーWと窒素ガスのカーテンの流れとが平行であるため、窒素ガスのカーテンが搬送される半導体ウェハーWによって遮られることはない。このため、半導体ウェハーWの搬送時にも開口部350は窒素ガスのカーテンによって確実に覆われることとなり、膜厚測定チャンバー301から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのをより確実に防止することができる。同様に、搬送チャンバー170と検査チャンバー401とを連通する開口部を覆う窒素ガスのカーテンも形成されているため、検査チャンバー401内から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのを防止することができる。 In particular, in the first embodiment, the flow of the nitrogen gas curtain is parallel to the semiconductor wafer W transported between the transport chamber 170 and the film thickness measurement chamber 301, so that the nitrogen gas curtain is transported. It is not obstructed by the semiconductor wafer W. Therefore, the opening 350 is reliably covered by the nitrogen gas curtain even when the semiconductor wafer W is being transported, thereby more reliably preventing the atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transport chamber 170 from the film thickness measurement chamber 301. be able to. Similarly, since a nitrogen gas curtain is formed to cover the opening that communicates the transfer chamber 170 and the inspection chamber 401, it is possible to prevent an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transfer chamber 170 from inside the inspection chamber 401. I can do it.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態の熱処理装置の全体構成は第1実施形態と概ね同じである(図1)。また、第2実施形態における半導体ウェハーWの処理手順も第1実施形態と同様である。第1実施形態では、搬送チャンバー170の側に窒素ガスのカーテンを形成していたのに対して、第2実施形態においては、搬送チャンバー170および膜厚測定チャンバー301の双方に窒素ガスのカーテンを形成する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the heat treatment apparatus of the second embodiment is generally the same as that of the first embodiment (FIG. 1). Further, the processing procedure for the semiconductor wafer W in the second embodiment is also the same as that in the first embodiment. In the first embodiment, a nitrogen gas curtain was formed on the transfer chamber 170 side, whereas in the second embodiment, a nitrogen gas curtain was formed on both the transfer chamber 170 and the film thickness measurement chamber 301. Form.

図11は、第2実施形態におけるカーテン形成機構を示す図である。図11において、第1実施形態(図9)と同一の要素については同一の符号を付している。搬送チャンバー170と膜厚測定チャンバー301との連結部分にはゲートバルブ302が設けられている。ゲートバルブ302は、搬送チャンバー170と膜厚測定チャンバー301とを連通する開口部350を開閉する。 FIG. 11 is a diagram showing a curtain forming mechanism in the second embodiment. In FIG. 11, the same elements as in the first embodiment (FIG. 9) are given the same reference numerals. A gate valve 302 is provided at a connecting portion between the transfer chamber 170 and the film thickness measurement chamber 301. The gate valve 302 opens and closes an opening 350 that communicates the transfer chamber 170 and the film thickness measurement chamber 301.

第2実施形態では、開口部350を挟む両側方のうち搬送チャンバー170の側において、開口部350の長手方向の一端部近傍に第1ガス供給ポート701が設けられるとともに、他端部近傍に第1排気ポート702が設けられている。また、開口部350を挟む両側方のうち膜厚測定チャンバー301の側において、開口部350の長手方向の一端部近傍に第2排気ポート712が設けられるとともに、他端部近傍に第2ガス供給ポート711が設けられる。すなわち、搬送チャンバー170および膜厚測定チャンバー301の双方にガス供給ポートと排気ポートとが設けられているのである。 In the second embodiment, a first gas supply port 701 is provided near one longitudinal end of the opening 350 on the transfer chamber 170 side of both sides of the opening 350, and a first gas supply port 701 is provided near the other end. 1 exhaust port 702 is provided. Further, on the film thickness measurement chamber 301 side of both sides of the opening 350, a second exhaust port 712 is provided near one end in the longitudinal direction of the opening 350, and a second gas is supplied near the other end. A port 711 is provided. That is, both the transfer chamber 170 and the film thickness measurement chamber 301 are provided with a gas supply port and an exhaust port.

搬送チャンバー170においては、第1ガス供給ポート701から水平方向に向けて開口部350を覆うように窒素ガスが噴出されるとともに、第1ガス供給ポート701から噴出された窒素ガスが第1排気ポート702によって吸引される。第1ガス供給ポート701から噴出された窒素ガスを第1排気ポート702が吸引することによって、開口部350を覆う窒素ガスの第1のカーテンが形成される。窒素ガスの第1のカーテンは、水平方向に沿って、図11の紙面上側から下側に向けて流れる。 In the transfer chamber 170, nitrogen gas is ejected from the first gas supply port 701 in the horizontal direction so as to cover the opening 350, and the nitrogen gas ejected from the first gas supply port 701 is ejected from the first exhaust port. 702. When the first exhaust port 702 sucks the nitrogen gas ejected from the first gas supply port 701, a first curtain of nitrogen gas covering the opening 350 is formed. The first curtain of nitrogen gas flows horizontally from the top to the bottom of the paper in FIG.

一方、膜厚測定チャンバー301においては、第2ガス供給ポート711から水平方向に向けて開口部350を覆うように窒素ガスが噴出されるとともに、第2ガス供給ポート711から噴出された窒素ガスが第2排気ポート712によって吸引される。第2ガス供給ポート711から噴出された窒素ガスを第2排気ポート712が吸引することによって、開口部350を覆う窒素ガスの第2のカーテンが形成される。窒素ガスの第2のカーテンは、水平方向に沿って、図11の紙面下側から上側に向けて流れる。すなわち、搬送チャンバー170に形成される第1のカーテンの流れの向きと膜厚測定チャンバー301に形成される第2のカーテンの流れの向きとは逆向きである。 On the other hand, in the film thickness measurement chamber 301, nitrogen gas is ejected from the second gas supply port 711 in the horizontal direction so as to cover the opening 350, and the nitrogen gas ejected from the second gas supply port 711 is The air is sucked through the second exhaust port 712. A second curtain of nitrogen gas covering the opening 350 is formed by the second exhaust port 712 sucking the nitrogen gas ejected from the second gas supply port 711 . The second curtain of nitrogen gas flows horizontally from the bottom to the top of the paper in FIG. That is, the flow direction of the first curtain formed in the transfer chamber 170 and the flow direction of the second curtain formed in the film thickness measurement chamber 301 are opposite.

第2実施形態においても、ゲートバルブ302が開口部350を開放したときのみ、第1および第2のカーテンが形成される。また、搬送ロボット150によって開口部350を経由して搬送チャンバー170と膜厚測定チャンバー301との間で搬送される半導体ウェハーWと、窒素ガスの第1および第2のカーテンの流れとは平行である。従って、窒素ガスの第1および第2のカーテンが搬送される半導体ウェハーWによって遮られることはない。 Also in the second embodiment, the first and second curtains are formed only when the gate valve 302 opens the opening 350. Further, the semiconductor wafer W being transported between the transport chamber 170 and the film thickness measurement chamber 301 by the transport robot 150 via the opening 350 is parallel to the flows of the first and second curtains of nitrogen gas. be. Therefore, the first and second curtains of nitrogen gas are not blocked by the semiconductor wafer W being transported.

また、第2実施形態においては、開口部350を挟む両側方に窒素ガスのカーテンを形成している。すなわち、開口部350の一方側に第1のカーテンを形成するとともに、他方側に第2のカーテンを形成している。これにより、開口部350は窒素ガスの第1および第2のカーテンによって両側から確実に覆われることとなり、膜厚測定チャンバー301から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのをより確実に防止することができる。 Further, in the second embodiment, nitrogen gas curtains are formed on both sides of the opening 350. That is, a first curtain is formed on one side of the opening 350, and a second curtain is formed on the other side. As a result, the opening 350 is reliably covered from both sides by the first and second curtains of nitrogen gas, which more reliably prevents the atmosphere containing oxygen gas from flowing from the film thickness measurement chamber 301 into the transfer chamber 170. can do.

特に、第2実施形態においては、搬送チャンバー170に形成される第1のカーテンの流れの向きと膜厚測定チャンバー301に形成される第2のカーテンの流れの向きとが逆向きである。窒素ガスの第1のカーテンは開口部350の長手方向と平行に形成されるため、第1ガス供給ポート701の近傍に比較して第1排気ポート702の近傍での雰囲気遮断効果が弱くなる。同様に、窒素ガスの第2のカーテンも開口部350の長手方向と平行に形成されるため、第2ガス供給ポート711の近傍に比較して第2排気ポート712の近傍での雰囲気遮断効果が弱くなる。第1のカーテンの流れの向きと第2のカーテンの流れの向きとが逆向きとなるようにすれば、第1のカーテンの雰囲気遮断効果が弱くなるところでは第2のカーテンの雰囲気遮断効果が強く、逆に第2のカーテンの雰囲気遮断効果が弱くなるところでは第1のカーテンの雰囲気遮断効果が強い。すなわち、第1のカーテンと第2のカーテンとが相互に雰囲気遮断効果を補い合うこととなり、膜厚測定チャンバー301から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのをより確実に防止することができる。 In particular, in the second embodiment, the flow direction of the first curtain formed in the transfer chamber 170 and the flow direction of the second curtain formed in the film thickness measurement chamber 301 are opposite. Since the first curtain of nitrogen gas is formed parallel to the longitudinal direction of the opening 350, the atmosphere blocking effect is weaker in the vicinity of the first exhaust port 702 than in the vicinity of the first gas supply port 701. Similarly, since the second curtain of nitrogen gas is also formed parallel to the longitudinal direction of the opening 350, the effect of blocking the atmosphere near the second exhaust port 712 is greater than that near the second gas supply port 711. become weak. If the flow direction of the first curtain and the flow direction of the second curtain are set to be opposite to each other, the atmosphere shielding effect of the second curtain will be reduced where the atmosphere shielding effect of the first curtain is weakened. On the other hand, where the atmosphere blocking effect of the second curtain is weak, the atmosphere blocking effect of the first curtain is strong. That is, the first curtain and the second curtain complement each other in their atmosphere blocking effects, and it is possible to more reliably prevent the atmosphere containing oxygen gas from flowing from the film thickness measurement chamber 301 into the transfer chamber 170. .

<変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、第1実施形態においては、開口部350を挟む両側方のうち搬送チャンバー170の側に窒素ガスのカーテンを形成していたが、これに代えて、膜厚測定チャンバー301の側に窒素ガスのカーテンを形成するようにしても良い。このようにしても開口部350が窒素ガスのカーテンによって覆われ、膜厚測定チャンバー301内から搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのを防止することができる。もっとも、膜厚測定チャンバー301の側に窒素ガスのカーテンを形成した場合には、そのカーテンとゲートバルブ302との間に滞留している比較的酸素濃度の高い雰囲気(開口305に滞留する雰囲気)が搬送チャンバー170に流れ込むこととなるため、第1実施形態のように搬送チャンバー170の側に窒素ガスのカーテンを形成する方が好ましい。
<Modified example>
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit thereof. For example, in the first embodiment, a curtain of nitrogen gas was formed on the transfer chamber 170 side of both sides of the opening 350, but instead of this, a nitrogen gas curtain was formed on the side of the film thickness measurement chamber 301. It is also possible to form a curtain. Even in this case, the opening 350 is covered with a curtain of nitrogen gas, and it is possible to prevent an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transfer chamber 170 from inside the film thickness measurement chamber 301. However, when a nitrogen gas curtain is formed on the side of the film thickness measurement chamber 301, an atmosphere with a relatively high oxygen concentration that remains between the curtain and the gate valve 302 (an atmosphere that remains in the opening 305) Since the nitrogen gas flows into the transfer chamber 170, it is preferable to form a curtain of nitrogen gas on the transfer chamber 170 side as in the first embodiment.

また、上記実施形態においては、窒素ガスのカーテンは水平方向に沿って流れていたが、これに限定されるものではなく、搬送ロボット150によって搬送される半導体ウェハーWと平行であれば他の方向に沿ってカーテンが流れるようにしても良い。例えば、搬送ロボット150が半導体ウェハーWを起立姿勢(法線が水平方向と一致する姿勢)で搬送する場合には、窒素ガスのカーテンが鉛直方向に沿って流れるようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the curtain of nitrogen gas flows along the horizontal direction, but it is not limited to this, and can flow in other directions as long as it is parallel to the semiconductor wafer W being transported by the transport robot 150. The curtain may be made to flow along the For example, when the transport robot 150 transports the semiconductor wafer W in an upright position (a position in which the normal line coincides with the horizontal direction), a curtain of nitrogen gas may be made to flow along the vertical direction.

また、上記実施形態においては、搬送チャンバー170と膜厚測定チャンバー301および検査チャンバー401との開口部を覆う窒素ガスのカーテンを形成していたが、搬送チャンバー170と他のチャンバー(クールチャンバー131,141、アライメントチャンバー231、反り計測チャンバー291)との開口部を覆う窒素ガスのカーテンを形成するようにしても良い。このようにすれば各チャンバーから搬送チャンバー170に酸素ガスを含む雰囲気が流れ込むのを防止することができる。もっとも、既述したように、膜厚測定チャンバー301および検査チャンバー401は密閉チャンバーとすることが困難であるためにチャンバー内を低酸素濃度雰囲気に維持することが難しいため、搬送チャンバー170と膜厚測定チャンバー301および検査チャンバー401との開口部を覆う窒素ガスのカーテンを形成するのが好適である。 In addition, in the above embodiment, a curtain of nitrogen gas was formed to cover the openings of the transfer chamber 170, the film thickness measurement chamber 301, and the inspection chamber 401, but the curtain of nitrogen gas was formed to cover the openings of the transfer chamber 170, the film thickness measurement chamber 301, and the inspection chamber 401. 141, the alignment chamber 231, and the warp measurement chamber 291), a curtain of nitrogen gas may be formed to cover the openings. In this way, it is possible to prevent an atmosphere containing oxygen gas from flowing into the transfer chamber 170 from each chamber. However, as mentioned above, it is difficult to make the film thickness measurement chamber 301 and the inspection chamber 401 airtight chambers, so it is difficult to maintain a low oxygen concentration atmosphere inside the chambers. Preferably, a curtain of nitrogen gas is formed covering the openings of the measurement chamber 301 and the inspection chamber 401.

また、上記実施形態においては、窒素ガスのカーテンを形成していたが、これに限定されるものではなく、アルゴンまたはヘリウムなどの他の不活性ガスのカーテンを形成するようにしても良い。 Further, in the above embodiment, a curtain of nitrogen gas is formed, but the present invention is not limited to this, and a curtain of other inert gas such as argon or helium may be formed.

また、上記実施形態においては、フラッシュランプハウス5に30本のフラッシュランプFLを備えるようにしていたが、これに限定されるものではなく、フラッシュランプFLの本数は任意の数とすることができる。また、フラッシュランプFLはキセノンフラッシュランプに限定されるものではなく、クリプトンフラッシュランプであっても良い。また、ハロゲンランプハウス4に備えるハロゲンランプHLの本数も40本に限定されるものではなく、任意の数とすることができる。 Further, in the above embodiment, the flash lamp house 5 is equipped with 30 flash lamps FL, but the number is not limited to this, and the number of flash lamps FL can be any number. . Further, the flash lamp FL is not limited to a xenon flash lamp, but may be a krypton flash lamp. Furthermore, the number of halogen lamps HL provided in the halogen lamp house 4 is not limited to 40, but may be any number.

また、上記実施形態においては、1秒以上連続して発光する連続点灯ランプとしてフィラメント方式のハロゲンランプHLを用いて半導体ウェハーWの予備加熱を行っていたが、これに限定されるものではなく、ハロゲンランプHLに代えて放電型のアークランプ(例えば、キセノンアークランプ)またはLEDランプを連続点灯ランプとして用いて予備加熱を行うようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the semiconductor wafer W is preheated using a filament type halogen lamp HL as a continuously lit lamp that emits light continuously for 1 second or more, but the present invention is not limited to this. Instead of the halogen lamp HL, a discharge type arc lamp (for example, a xenon arc lamp) or an LED lamp may be used as a continuously lit lamp to perform preheating.

3 制御部
4 ハロゲンランプハウス
5 フラッシュランプハウス
6 処理チャンバー
7 保持部
10 移載機構
65 熱処理空間
74 サセプタ
100 熱処理装置
110 インデクサ部
111 ロードポート
120 受渡ロボット
131,141 クールチャンバー
150 搬送ロボット
160 熱処理部
170 搬送チャンバー
231 アライメントチャンバー
291 反り計測チャンバー
301 膜厚測定チャンバー
302,402 ゲートバルブ
350 開口部
401 検査チャンバー
501 ガス供給ポート
502 排気ポート
632 給気バルブ
639 排気バルブ
701 第1ガス供給ポート
702 第1排気ポート
711 第2ガス供給ポート
712 第2排気ポート
C キャリア
FL フラッシュランプ
HL ハロゲンランプ
W 半導体ウェハー
3 Control section 4 Halogen lamp house 5 Flash lamp house 6 Processing chamber 7 Holding section 10 Transfer mechanism 65 Heat treatment space 74 Susceptor 100 Heat treatment device 110 Indexer section 111 Load port 120 Delivery robot 131,141 Cool chamber 150 Transfer robot 160 Heat treatment section 170 Transfer chamber 231 Alignment chamber 291 Warp measurement chamber 301 Film thickness measurement chamber 302, 402 Gate valve 350 Opening 401 Inspection chamber 501 Gas supply port 502 Exhaust port 632 Air supply valve 639 Exhaust valve 701 First gas supply port 702 First exhaust port 711 Second gas supply port 712 Second exhaust port C Carrier FL Flash lamp HL Halogen lamp W Semiconductor wafer

Claims (16)

基板に対して加熱処理を行う熱処理装置であって、
基板を搬送する搬送ロボットを設けた第1チャンバーと、
前記第1チャンバーに連結された第2チャンバーと、
前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとの連結部分に設けられ、前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとを連通する開口部を開閉するゲートバルブと、
前記開口部を覆うように不活性ガスを噴出するガス供給部と、
前記ガス供給部から噴出された不活性ガスを吸引して排気する排気部と、
を備え、
前記ガス供給部から噴出された不活性ガスを前記排気部が吸引することによって、前記開口部を覆う不活性ガスのカーテンが形成され、
前記ガス供給部から前記排気部へと向かう前記カーテンの流れは、前記搬送ロボットによって前記開口部を経由して前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとの間で搬送される基板と平行であり、
前記ガス供給部は、前記ゲートバルブが前記開口部を開放したときのみ不活性ガスを噴出することを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus that performs heat treatment on a substrate,
a first chamber provided with a transport robot that transports the substrate;
a second chamber connected to the first chamber;
a gate valve that is provided at a connecting portion between the first chamber and the second chamber and opens and closes an opening that communicates the first chamber and the second chamber;
a gas supply unit that blows out an inert gas so as to cover the opening;
an exhaust section that sucks and exhausts the inert gas ejected from the gas supply section;
Equipped with
A curtain of inert gas covering the opening is formed by the exhaust section sucking inert gas ejected from the gas supply section,
The flow of the curtain from the gas supply part to the exhaust part is parallel to the substrate being transported between the first chamber and the second chamber by the transport robot via the opening,
The heat treatment apparatus is characterized in that the gas supply unit spouts inert gas only when the gate valve opens the opening.
請求項1記載の熱処理装置において、
前記ガス供給部は、前記第1チャンバーに設けられた第1ガス供給ポート、および、前記第2チャンバーに設けられた第2ガス供給ポートを含み、
前記排気部は、前記第1チャンバーに設けられた第1排気ポート、および、前記第2チャンバーに設けられた第2排気ポートを含み、
前記第1ガス供給ポートから噴出された不活性ガスを前記第1排気ポートが吸引することによって、前記第1チャンバー側に不活性ガスの第1のカーテンが形成され、
前記第2ガス供給ポートから噴出された不活性ガスを前記第2排気ポートが吸引することによって、前記第2チャンバー側に不活性ガスの第2のカーテンが形成されることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 1,
The gas supply unit includes a first gas supply port provided in the first chamber and a second gas supply port provided in the second chamber,
The exhaust section includes a first exhaust port provided in the first chamber and a second exhaust port provided in the second chamber,
A first curtain of inert gas is formed on the first chamber side by the first exhaust port sucking inert gas ejected from the first gas supply port,
A heat treatment apparatus characterized in that a second curtain of inert gas is formed on the second chamber side by the second exhaust port sucking inert gas ejected from the second gas supply port. .
請求項2記載の熱処理装置において、
前記第1のカーテンの流れの向きと前記第2のカーテンの流れの向きとは逆向きであることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 2,
A heat treatment apparatus characterized in that the flow direction of the first curtain and the flow direction of the second curtain are opposite to each other.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記カーテンの流れと平行な前記開口部の長さは、前記カーテンの流れと垂直な前記開口部の幅よりも長いことを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A heat treatment apparatus characterized in that the length of the opening parallel to the flow of the curtain is longer than the width of the opening perpendicular to the flow of the curtain.
請求項1から請求項4のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記第2チャンバーは、基板に成膜された薄膜の膜厚を計測する膜厚計測ユニット、または、基板の裏面の傷を検査する裏面検査ユニットを有することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The heat treatment apparatus is characterized in that the second chamber has a film thickness measurement unit that measures the thickness of a thin film formed on the substrate, or a backside inspection unit that inspects flaws on the backside of the substrate.
請求項1から請求項5のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記第1チャンバーには、基板に光を照射して当該基板の加熱処理を行う処理チャンバーがさらに連結されることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The heat treatment apparatus is characterized in that the first chamber is further connected to a processing chamber that heats the substrate by irradiating the substrate with light.
請求項1から請求項6のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記カーテンは水平方向に沿って流れることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A heat treatment apparatus characterized in that the curtain flows in a horizontal direction.
請求項1から請求項7のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記ガス供給部が噴出する不活性ガスは窒素ガスであることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A heat treatment apparatus characterized in that the inert gas ejected from the gas supply section is nitrogen gas.
基板に対して加熱処理を行う熱処理方法であって、
基板を搬送する搬送ロボットを設けた第1チャンバーと、前記第1チャンバーに連結された第2チャンバーとの連結部分に設けられたゲートバルブが前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとを連通する開口部を開放する開放工程と、
前記ゲートバルブが前記開口部を開放したときのみ、前記開口部を覆う不活性ガスのカーテンを形成するカーテン形成工程と、
を備え、
前記カーテン形成工程にて形成される前記カーテンの流れは、前記搬送ロボットによって前記開口部を経由して前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとの間で搬送される基板と平行であることを特徴とする熱処理方法。
A heat treatment method for heat-treating a substrate, the method comprising:
A gate valve provided at a connecting portion between a first chamber provided with a transport robot for transporting a substrate and a second chamber connected to the first chamber is an opening that communicates the first chamber and the second chamber. an opening step of opening the part;
a curtain forming step of forming an inert gas curtain covering the opening only when the gate valve opens the opening;
Equipped with
The flow of the curtain formed in the curtain forming step is parallel to the substrate being transported between the first chamber and the second chamber by the transport robot via the opening. Heat treatment method.
請求項9記載の熱処理方法において、
前記カーテン形成工程では、前記第1チャンバー側に不活性ガスの第1のカーテンを形成するとともに、前記第2チャンバー側に不活性ガスの第2のカーテンを形成することを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to claim 9,
In the curtain forming step, a first curtain of inert gas is formed on the first chamber side, and a second curtain of inert gas is formed on the second chamber side.
請求項10記載の熱処理方法において、
前記第1のカーテンの流れの向きと前記第2のカーテンの流れの向きとは逆向きであることを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to claim 10,
A heat treatment method characterized in that the flow direction of the first curtain and the flow direction of the second curtain are opposite to each other.
請求項9から請求項11のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記カーテンの流れと平行な前記開口部の長さは、前記カーテンの流れと垂直な前記開口部の幅よりも長いことを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to any one of claims 9 to 11,
A heat treatment method characterized in that the length of the opening parallel to the flow of the curtain is longer than the width of the opening perpendicular to the flow of the curtain.
請求項9から請求項12のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記第2チャンバーでは、基板に成膜された薄膜の膜厚計測または基板の裏面の傷の検査が行われることを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to any one of claims 9 to 12,
The heat treatment method is characterized in that, in the second chamber, a thickness measurement of a thin film formed on the substrate or an inspection for scratches on the back surface of the substrate is performed.
請求項9から請求項13のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記第1チャンバーには、基板に光を照射して当該基板の加熱処理を行う処理チャンバーがさらに連結されることを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to any one of claims 9 to 13,
The heat treatment method is characterized in that the first chamber is further connected to a processing chamber that heats the substrate by irradiating the substrate with light.
請求項9から請求項14のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記カーテンは水平方向に沿って流れることを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to any one of claims 9 to 14,
A heat treatment method characterized in that the curtain flows in a horizontal direction.
請求項9から請求項15のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記カーテンを形成する不活性ガスは窒素ガスであることを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to any one of claims 9 to 15,
A heat treatment method characterized in that the inert gas forming the curtain is nitrogen gas.
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