JPH06204152A - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱的履歴の差が生じることなく、１〜数十枚
のウェハを一括処理し、単位時間当たりの処理量を極め
て大きくする熱処理炉を提供する。 【構成】 内部に反応ガスを導入してウェハ７の熱処理
を行う熱処理領域４を設け、熱処理領域４内にウェハ７
を複数枚保持するウェハ保持手段３と、ウェハ保持手段
３に熱処理領域４外からウェハ７を所定枚数づつ移載す
るウェハ移載手段５とを有している。熱処理領域４中の
ウェハ保持手段３は、熱処理炉制御機構により、均一な
所望の温度に制御される。被処理ウェハ７は、熱処理領
域４中のウェハ保持手段３上に、ウェハ移載手段５によ
って移載される。熱容量が少ない枚葉単位で熱処理領域
４中に挿入されるため、ウェハ７面内での温度不均一が
生じることなく、４００ｃｍ／ｍｉｎ程度の高速で炉内
に挿入することができる。またウェハ７間の熱的履歴を
同一にすることができ、ウェハ７は熱処理領域４中に複
数枚保持され、熱処理されるので、単位時間当たりの処
理量も高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造、特
に半導体ウェハの熱処理プロセス等に使用する熱処理炉
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の熱処理炉は、例えば「実践半導
体技術特許便覧」（（株）サンエンスフォーラム社発
行）等に記載されている。そして従来の熱処理炉とし
て、バッチ処理式熱処理炉、又は実公昭４４−５１６０
号公報，特開昭５５−６８６３８号公報等によって開示
されているように、光ランプによって所望の熱処理を得
るもの等が知られている。

【０００３】上記バッチ処理式熱処理炉では、通常、石
英等から成るウェハ保持治具に数十から数百枚のウェハ
を保持し、このウェハ保持治具を熱処理領域内に挿入す
ることにより、所望の熱処理を得るようになっている。
このためウェハ保持治具は、ウェハ保持に支障をきたさ
ず、またウェハ保持治具上のウェハの熱容量の関係か
ら、そのウェハ外周部分と内部との温度不均一性を抑制
するために、通常、１０〜２０ｃｍ／ｍｉｎ程度のゆっ
くりした速度で熱処理炉内に挿入される必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来のバッチ処
理式熱処理炉によれば、一度に大量のウェハを熱処理す
ることができるが、挿入・引出においてウェハ保持治具
上の位置により、ウェハが受ける熱処理の熱的履歴が異
なるという問題があった。一方また、上述した従来の光
ランプ式熱処理炉に代表されるような高速・加熱熱処理
炉では、熱供給の均一性の問題から１〜数枚のウェハの
みしか一括処理することができない。このため長時間の
熱処理を行う場合、処理量が少なくならざるを得なかっ
た。

【０００５】そこで本発明は、熱的履歴の差が生じるこ
となく、１〜数十枚のウェハを一括処理し、単位時間当
たりの処理量を極めて大きくする熱処理炉を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の熱処理炉は、内
部に反応ガスを導入してウェハの熱処理を行う熱処理領
域を設けた熱処理炉において、前記熱処理領域内にウェ
ハを複数枚保持するウェハ保持手段と、前記ウェハ保持
手段に熱処理領域外からウェハを所定枚数づつ移載する
ウェハ移載手段とを有している。

【０００７】

【作用】本発明によれば、熱処理領域中のウェハ保持治
具は、熱処理炉制御機構により、均一な所望の温度に制
御される。被処理ウェハは、この熱処理領域中のウェハ
保持治具上に、ウェハ移載装置によって移載される。こ
れにより被処理ウェハは、熱容量が少ない枚葉単位で熱
処理領域中に挿入されるため、ウェハ面内での温度不均
一が生じることなく、４００ｃｍ／ｍｉｎ程度の高速で
炉内に挿入することができる。また、この挿入時と搬出
時のウェハ移載において、挿入順と逆順にウェハを移載
することにより、ウェハ間の熱的履歴を同一にすること
ができる。ウェハは熱処理領域中に複数枚保持され、熱
処理されるので、単位時間当たりの処理量も格段に高く
なる。

【０００８】

【実施例】以下、図１に基づき、本発明による熱処理炉
の一実施例を説明する。ここで先ず、熱処理領域の形成
のための機構は、その目的として従来技術の場合と実質
的に同様であるが、本実施例では、ヒーター加熱系と石
英製反応管から成る熱処理炉の場合について説明する。
なお反応ガス供給系等の詳しい説明は省略し、必要な部
分についてのみ説明する。

【０００９】図１において、石英製反応管１は、そのガ
ス供給管１ａを有し、内部に熱処理領域４を形成する。
この熱処理領域４は、加熱用ヒーター２によって加熱さ
れるようになっている。また石英製反応管１内に被処理
ウェハ７のためのウェハ保持治具３を有していて、この
ウェハ保持治具３は複数枚の被処理ウェハ７を上記熱処
理領域４に導入することができる。また移載装置５は、
石英から成る移載治具５ａを有していて、この移載治具
５ａは、１枚或いは複数枚の被処理ウェハ７を、炉外の
ウェハ保持治具６から熱処理領域４内のウェハ保持治具
３の任意の位置へ挿入・搬出し得るようになっている。

【００１０】上記の場合、熱処理中には、石英板８ａを
有するシャッター機構８により、熱処理領域４を外部雰
囲気と隔絶するようになっている。

【００１１】本発明による熱処理炉は上記のように構成
されており、次にその作用を説明する。移載治具５ａに
よって、被処理ウェハ７がウェハ保持治具６から１枚づ
つ又は複数枚づつ、取り出される。シャッター機構８が
開き、移載治具５ａが熱処理領域４内へ４００ｃｍ／ｍ
ｉｎ程度の速度で炉内に挿入される。そして被処理ウェ
ハ７は、熱処理領域４内のウェハ保持治具３に移載され
る。次に移載治具５ａは熱処理領域４から引き出され、
シャッター機構８が再び閉じる。所定時間、熱処理が行
われた後、被処理ウェハ７は、再び移載装置５によっ
て、ウェハ保持治具３からウェハ保持治具６に移載され
る。

【００１２】上記のように被処理ウェハ７は、熱容量が
小さい枚数単位で熱処理領域４中に挿入されるため、被
処理ウェハ７の面内での温度不均一が生じることなく、
４００ｃｍ／ｍｉｎ程度の高速度で炉内に挿入すること
ができる。また、被処理ウェハ７の炉内への挿入時及び
搬出時において、被処理ウェハ７を移載する際、その挿
入順序とは逆の順序で移載することにより、ウェハ間の
熱的履歴を同一にすることができる。さらに被処理ウェ
ハ７は、熱処理領域４中に複数枚保持されて熱処理され
るので、単位時間当たりの処理量も格段に高くなる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移載される被処理ウェハの量が少なく、低熱容量である
ため、熱的均一性に優れており、高速で熱処理領域から
出入れすることが可能になる。また、枚葉式に任意にウ
ェハを移載することができるため、ウェハ間の熱的履歴
が等しくなるように個々のウェハを操作することができ
る。このように、複数枚の被処理ウェハを、ウェハ間の
熱的履歴の差及びウェハ面内での温度不均一が生じるこ
となく、高速で出し入れし、熱処理を一括して行うこと
ができ、これにより品質のばらつきがなくなり、単位時
間当たりの処理量が大きい熱処理炉を実現することがで
きる等の利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱処理炉の一実施例による全体構成を
示す図である。

【符号の説明】

１ 石英製反応管 １ａ ガス供給管 ２ 加熱用ヒーター ３ ウェハ保持治具 ４ 熱処理領域 ５ 移載装置 ５ａ 移載治具 ６ ウェハ保持治具 ７ 被処理ウェハ ８ シャッター機構 ８ａ 石英板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に反応ガスを導入してウェハの熱処
   理を行う熱処理領域を設けた熱処理炉において、前記熱
   処理領域内にウェハを複数枚保持するウェハ保持手段
   と、前記ウェハ保持手段に熱処理領域外からウェハを所
   定枚数づつ移載するウェハ移載手段とを有することを特
   徴とする熱処理炉。