JPH1012562A - ウエハ熱処理装置 - Google Patents

ウエハ熱処理装置

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JPH1012562A
JPH1012562A JP17854096A JP17854096A JPH1012562A JP H1012562 A JPH1012562 A JP H1012562A JP 17854096 A JP17854096 A JP 17854096A JP 17854096 A JP17854096 A JP 17854096A JP H1012562 A JPH1012562 A JP H1012562A
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JP
Japan
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wafer
reaction tube
light
boat
heat treatment
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JP17854096A
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English (en)
Inventor
Shinichi Nagasaki
真一 長▲崎▼
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】横形のウエハ熱処理装置における反応管の熱変
形を確実に検出することができる機構を有するウエハ熱
処理装置を提供する。 【解決手段】ウエハ熱処理装置は、(イ)反応管10、
(ロ)ウエハ32を載置したウエハボート30を該反応
管10に搬入、搬出するためのウエハ搬送装置20,2
2、及び(ハ)ウエハ32若しくはウエハボート30に
向けて光を射出するための発光手段24と、ウエハ32
若しくはウエハボート30で反射された光を受光するた
めの受光手段26を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はウエハ熱処理装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置のウエハプロセスにおける熱
処理工程には多くの種類があるが、その代表的な熱処理
工程として、酸化工程及び拡散工程を挙げることができ
る。酸化工程においては、表面洗浄されたウエハを高温
の酸化雰囲気に置くことによってウエハ表面にSiO2
膜が形成される。拡散工程においては、半導体基板に不
純物原子を導入し、その導電型や不純物プロファイルを
制御することでpn接合を形成する。酸化工程及び拡散
工程においては種々の形式のウエハ熱処理装置が用いら
れているが、その内の1つとして、例えば石英から作製
された反応管(プロセスチューブ、あるいは炉心管とも
呼ばれる)を備えた横形のウエハ熱処理装置を挙げるこ
とができる。
【0003】図7に模式的に示すこのような横形のウエ
ハ熱処理装置において酸化処理や拡散処理を行う場合、
複数のウエハ32を載置したウエハボート30(単にボ
ートとも呼ばれる)を反応管10に搬入、搬出するため
にウエハ搬送装置が用いられる。ウエハボート30は石
英やSiCから作製されている。反応管10は略円筒形
状であり、石英から作製されている。ウエハ搬送装置
は、ソフトランディング20、及びソフトランディング
20に取り付けられた石英製のフォーク22(搬送アー
ムとも呼ばれる)から構成されている。ソフトランディ
ング20は、反応管10の内側に接触することなく反応
管10にウエハボート30を搬入、搬出する機能を有す
る装置であり、パーティクルの発生を抑制することがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】横形のウエハ熱処理装
置において、酸化処理や拡散処理を行う場合、反応管1
0は1200゜C弱まで加熱される。それ故、或る程度
の期間、使用すると、図8に模式図で示すように、反応
管10が熱変形する。このように反応管10が熱変形し
た場合、フォーク22を用いてウエハボート30を反応
管10の内部に搬入したとき、反応管10の内部におけ
るウエハボート30の位置が所定の位置からずれてしま
い、酸化処理や拡散処理されたウエハの特性(例えば、
不純物濃度ρs)が変化するという問題が生じる。ある
いは又、ウエハボート30を反応管10内から搬出でき
なくなる場合もある。通常、反応管10はヒーター12
で囲まれているので、反応管10に熱変形が生じたかを
外部から知ることは困難であり、反応管10の搬出入部
から内部を覗いて変形の有無を確認するしかない。
【0005】従って、本発明の目的は、横形のウエハ熱
処理装置における反応管の熱変形を確実に検出すること
ができる機構を有するウエハ熱処理装置を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のウエハ熱処理装置は、(イ)反応管、
(ロ)ウエハを載置したウエハボートを該反応管に搬
入、搬出するためのウエハ搬送装置、及び(ハ)ウエハ
若しくはウエハボートに向けて光を射出するための発光
手段と、ウエハ若しくはウエハボートで反射された光を
受光するための受光手段、を備えていることを特徴とす
る。
【0007】ウエハ搬送装置は如何なる形式の装置とす
ることもできるが、ソフトランディング、及びソフトラ
ンディングに取り付けられた石英製のフォークから構成
することが好ましい。発光手段は、ウエハ若しくはウエ
ハボートに向けて光を確実に射出することができる位置
であれば、ウエハ熱処理装置のどこに取り付けてもよい
し、受光手段は、ウエハボートが反応管内に正常に載置
された状態で、ウエハ若しくはウエハボートで反射され
た光を確実に受光することができる位置であれば、ウエ
ハ熱処理装置のどこに取り付けてもよいが、これらをソ
フトランディングに取り付けることが最も望ましい。発
光手段は如何なる形式のものでもよく、例えばHe−N
eレーザや半導体レーザを例示することができる。ま
た、受光手段も如何なる形式のものでもよく、ホトダイ
オード、ホトトランジスタ、固体イメージセンサを例示
することができる。本発明のウエハ熱処理装置において
は、例えばウエハの酸化処理や不純物の熱拡散処理を行
うことができる。ウエハとしては、シリコン半導体基板
やGaAs基板、SOI技術に基づき得られた基板を例
示することができる。
【0008】本発明のウエハ熱処理装置においては、発
光手段と受光手段が備えられている。ウエハを載置した
ウエハボートの反応管への搬入が完了し、ウエハボート
が反応管内に載置されたとき、ウエハ若しくはウエハボ
ートで反射された光の反射量を受光手段によって測定す
る。反応管に熱変形が生じ、ウエハボートを載置する部
分に変形が生じた場合、ウエハ若しくはウエハボートで
反射された光の受光手段における受光量が変化する。か
かる変化量を検知することで、反応管に熱変形が生じた
かを判断することができる。あるいは又、ウエハを載置
したウエハボートを反応管から搬出する前に、反応管内
に載置されたウエハ若しくはウエハボートで反射された
光の反射量を受光手段によって測定する。反応管に熱変
形が生じ、ウエハボートを載置する部分に変形が生じた
場合、ウエハ若しくはウエハボートで反射された光の受
光手段における受光量が変化する。かかる変化量を検知
することで、反応管に熱変形が生じたかを判断すること
ができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態に基づき本発明を説明する。
【0010】本発明のウエハ熱処理装置の一部を切り欠
いた模式図を図1に示す。ウエハ熱処理装置は、反応管
10と、ウエハ32を載置したウエハボート30を反応
管10に搬入、搬出するためのウエハ搬送装置から構成
されている。ウエハ搬送装置は、ソフトランディング2
0、及びソフトランディング20に取り付けられた石英
製のフォーク22から成る。尚、図1にては、ウエハボ
ート30はフォーク22に載置され、反応管10内にウ
エハボート30を搬入開始する直前の状態を示す。
【0011】反応管10は、一端が開閉自在であり、他
端が閉じた略円筒形状であり、石英から作製されてい
る。反応管10はヒーター12で囲まれている。温度制
御装置(図示せず)により制御されたヒーター12によ
って、反応管10内のウエハ32を所望の温度に加熱す
ることができる。反応管10は、配管(図示せず)を介
してガス供給システム(図示せず)に繋がれており、反
応管10内を所望の圧力のガス雰囲気とすることができ
る。ウエハボート30は石英やSiCから作製されてい
る。
【0012】ソフトランディング20は、フォーク22
を図1の左右の方向に移動させるためのモータと、フォ
ーク22を図1の上下方向に移動させるためのモータ
と、図1の紙面の垂直方向におけるフォーク22の向き
を修正するためにモータと、これらのモータの回転をフ
ォーク22への動きに変換するための各種のギヤや駆動
力伝達系と、フォーク22を図1の左右方向及び上下方
向への移動のためのガイドレール等から構成されてい
る。尚、ソフトランディングそのものは公知の装置であ
るが故に、詳細な図示は省略した。ソフトランディング
20によって反応管10の内側に接触することなく反応
管10にウエハボート30を搬入、搬出することがで
き、パーティクルの発生を抑制することができる。
【0013】例えば、He−Neレーザから成る発光手
段24及びホトトランジスタから成る受光手段26が、
ソフトランディング20に取り付けられている。発光手
段24及び受光手段26はウエハ32の反応管10への
搬入、搬出に邪魔にならない位置であって、確実にウエ
ハ32に向けて光を射出することができ、しかも、反応
管10が正常な場合、ウエハ32で反射された光を確実
に受光することができる位置に配設されている。
【0014】図1乃至図6を参照して、本発明のウエハ
熱処理装置の動作を説明する。尚、図1〜図4に示す状
態においては、反応管10に熱変形は生じていない。
【0015】先ず、図1に模式図を示すように、複数の
ウエハ32を載置したウエハボート30をフォーク22
に載置する。そして、ソフトランディング20を作動さ
せ、ウエハボート30を載置したフォーク22を反応管
10に向かって、図1の右手方向に移動させる(図2参
照)。このウエハボート30の反応管10内への搬入
中、反応管10とウエハボート30は接触することはな
い。ウエハボート30を反応管10内の所定の位置まで
移動させたならば、ソフトランディング20の水平方向
の動作を停止し、次いで、ソフトランディング20の下
方方向への動作によってウエハボート30を下方に移動
させる。これによって、ウエハ32を載置したウエハボ
ート30は反応管10内の所定の位置に置かれる。そし
て、発光手段24を動作させて、ウエハ32に向けて光
を射出する。ウエハ32で反射された光は受光手段26
によって受光される。この状態を図3の模式図に示す。
尚、反応管10に熱変形は生じていない。従って、ウエ
ハ32で反射された光は受光手段26によって正常に受
光される。その後、ソフトランディング20を作動さ
せ、フォーク22を図3の左手方向に移動させ、フォー
ク22を反応管10から抜き出す(図4参照)。その
後、反応管10の扉(図示せず)を閉じ、反応管10の
内部を所望の圧力のガス雰囲気とし、ヒーター12によ
ってウエハ32を加熱する。これによって、ウエハ32
には酸化処理あるいは拡散処理が施される。反応管10
からウエハ32を搬出する場合には、今までの説明の逆
の手順を踏めばよい。
【0016】反応管10に熱変形が生じた場合、上記の
説明において、ウエハボート30の搬入時、ソフトラン
ディング20の水平方向の動作を停止し、次いで、フォ
ーク22を下方に移動させ、ウエハ32を載置したウエ
ハボート30を反応管10内の所定の位置に置いたと
き、ウエハボート30は傾いた状態となる。次いで、発
光手段24を動作させて、ウエハ32に向けて光を射出
する。ウエハボート30が傾いた状態となっているの
で、ウエハ32で反射された光は受光手段26によって
受光されなくなる。あるいは又、受光手段26における
受光量が減少する。この状態を図5の模式図に示す。受
光手段26の出力を例えば警報器に入力すれば、警報を
発することができる。
【0017】反応管10内でウエハの熱処理中に反応管
10に熱変形が発生した場合、ウエハボート30の搬出
開始時、図6に模式図を示すように、発光手段24を動
作させて、ウエハ32に向けて光を射出する。ウエハボ
ート30が傾いた状態となっているので、ウエハ32で
反射された光は受光手段26によって受光されなくな
る。あるいは又、受光手段26における受光量が減少す
る。受光手段26の出力を例えば警報器に入力すれば、
警報を発することができる。
【0018】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。ウエハ熱処理装置の構造や形式は例示であり、適宜
変更することができる。発明の実施の形態においては、
発光手段24からウエハ32に向けて光を射出したが、
その代わりにウエハボート30に向けて光を射出しても
よい。尚、ウエハボートの構造により光を適切に反射で
きない場合、ウエハボートに適切な光反射板を取り付け
るかあるいは設ければよい。また、場合によっては、反
応管10の内部に発光手段24から射出された光を反射
させる光反射部を設けてもよい。これによっても、反応
管10が熱変形したとき、発光手段24から射出された
光の光反射部による反射光が適切に受光手段26に入射
しなくなる結果、反応管の熱変形の発生を検出すること
ができる。更には、ウエハボート30の搬送中におけ
る、例えばソフトランディング20とウエハボート30
(若しくはフォーク22)との間の距離を測定する機能
を付加し、反応管10の所定の位置にウエハボート30
が到達したか否かを判定することもできる。この距離の
測定は、フォーク22を図1の右手方向に移動させるた
めのモータの回転量、フォーク22を図1の左右方向へ
移動させるためのガイドレール上に設けられた近接スイ
ッチ等、ウエハボート30の移動量を測定するためのレ
ーザ干渉計や超音波を用いた距離計、非点収差法を応用
した距離計等によって実現することが可能である。
【0019】
【発明の効果】本発明のウエハ熱処理装置は、発光手段
及び受光手段を備えることで、反応管の熱変形発生を容
易に且つ確実に検知することができる。それ故、半導体
装置の特性変化による製造歩止まりの低下を防止するこ
とができるだけでなく、反応管の熱変形に起因した半導
体装置の製造ラインの停止時間を出来る限り短縮化する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ウエハボートをフォークに載置し、反応管内に
ウエハボートを搬入開始する直前の状態を示す本発明の
ウエハ熱処理装置の模式図である。
【図2】フォークを反応管に搬入した状態を示す本発明
のウエハ熱処理装置の模式図である。
【図3】ウエハを載置したウエハボートを反応管内の所
定の位置に置き、発光手段を動作させた状態を示す本発
明のウエハ熱処理装置の模式図である。
【図4】フォークを反応管から抜き出した状態を示す本
発明のウエハ熱処理装置の模式図である。
【図5】反応管に熱変形が生じた場合の状態を示す本発
明のウエハ熱処理装置の模式図である。
【図6】反応管に熱変形が生じた場合の状態を示す本発
明のウエハ熱処理装置の模式図である。
【図7】従来の横形のウエハ熱処理装置の模式図であ
る。
【図8】従来の横形のウエハ熱処理装置における問題点
を説明するためのウエハ熱処理装置の模式図である。
【符号の説明】
10・・・反応管、12・・・ヒーター、20・・・ソ
フトランディング、22・・・フォーク、24・・・発
光手段、26・・・受光手段、30・・・ウエハボー
ト、32・・・ウエハ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(イ)反応管、 (ロ)ウエハを載置したウエハボートを該反応管に搬
    入、搬出するためのウエハ搬送装置、及び (ハ)ウエハ若しくはウエハボートに向けて光を射出す
    るための発光手段と、ウエハ若しくはウエハボートで反
    射された光を受光するための受光手段、を備えているこ
    とを特徴とするウエハ熱処理装置。
  2. 【請求項2】前記ウエハ搬送装置は、ソフトランディン
    グ、及び該ソフトランディングに取り付けられた石英製
    のフォークから成ることを特徴とする請求項1に記載の
    ウエハ熱処理装置。
  3. 【請求項3】前記発光手段及び受光手段は、前記ソフト
    ランディングに取り付けられていることを特徴とする請
    求項2に記載のウエハ熱処理装置。
JP17854096A 1996-06-19 1996-06-19 ウエハ熱処理装置 Pending JPH1012562A (ja)

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JP17854096A JPH1012562A (ja) 1996-06-19 1996-06-19 ウエハ熱処理装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100334301B1 (ko) * 1998-07-02 2002-05-03 니시무로 타이죠 가열 장치, 가열 장치의 평가법 및 패턴 형성 방법
WO2006038584A1 (ja) * 2004-10-06 2006-04-13 Hitachi Kokusai Electric Inc. 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法

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