JPH10247680A - Fork for transferring wafer to high-temperature oven and thermal treatment device - Google Patents
Fork for transferring wafer to high-temperature oven and thermal treatment deviceInfo
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- JPH10247680A JPH10247680A JP6546797A JP6546797A JPH10247680A JP H10247680 A JPH10247680 A JP H10247680A JP 6546797 A JP6546797 A JP 6546797A JP 6546797 A JP6546797 A JP 6546797A JP H10247680 A JPH10247680 A JP H10247680A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高温炉への搬送用
フォークおよび熱処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transfer fork to a high-temperature furnace and a heat treatment apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスにおいて
は、被処理基板である半導体ウエハに酸化、拡散、CV
D(Chemical Vapor Deposition)、アニールなどの処
理を施すために、各種の熱処理装置が使用されている。
この種の熱処理装置の一つとして、上記ウエハを支持す
るフォーク(ピックともいう)を有する搬送機構によ
り、上記ウエハを予め高温に加熱された処理室内に水平
方向から搬入して熱処理するようにした枚葉式の熱処理
装置が提案されている。2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, oxidation, diffusion, CV
Various types of heat treatment apparatuses are used for performing processes such as D (Chemical Vapor Deposition) and annealing.
As one type of heat treatment apparatus of this type, a transfer mechanism having a fork (also referred to as a pick) for supporting the wafer loads the wafer into a processing chamber heated to a high temperature in advance from a horizontal direction and heat-treats the wafer. Single-wafer heat treatment apparatuses have been proposed.
【0003】上記熱処理装置によれば、処理室内が予め
高温に加熱されているので、ウエハを迅速に昇温させて
熱処理することが可能となり、スループットの向上が図
れる。上記フォークは、耐熱性を有し、かつ、ウエハの
汚染源になりにくい材料、例えばセラミック等により形
成されている。According to the above-described heat treatment apparatus, since the inside of the treatment chamber is preliminarily heated to a high temperature, it is possible to quickly raise the temperature of the wafer and carry out the heat treatment, thereby improving the throughput. The fork is made of a material having heat resistance and less likely to become a contamination source of the wafer, for example, ceramics or the like.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記熱
処理装置においては、フォークが不透明材質からなって
いたので、ウエハをフォークに載せて予め高温に加熱さ
れた処理室内に搬入する際、および、熱処理後、処理室
からウエハをフォークに載せて搬出する際に、フォーク
により加熱源からの赤外線が遮られてウエハ面にフォー
クの影が生じ、このフォークの影によりウエハに温度分
布、すなわち面内温度差が発生していた。また、熱処理
後、処理室内からウエハを搬出する際に、冷たいフォー
クと熱処理後の熱いウエハが接触することにより、ウエ
ハに熱影響ないしサーマルショックを与えていた。この
ようにウエハに生じる面内温度差ないしサーマルショッ
クにより、ウエハにスリップ(結晶のズレ)が発生しや
すくなり、品質の低下や半導体デバイスの歩留りの低下
を招く問題があった。However, in the above-described heat treatment apparatus, the fork is made of an opaque material, so that the wafer is placed on the fork and carried into the processing chamber heated to a high temperature in advance, and after the heat treatment. When a wafer is loaded from a processing chamber onto a fork and unloaded, the fork blocks infrared rays from a heating source and creates a shadow of the fork on the wafer surface. The shadow of the fork causes a temperature distribution on the wafer, that is, an in-plane temperature difference. Had occurred. Further, when the wafer is carried out of the processing chamber after the heat treatment, the cold fork and the hot wafer after the heat treatment come into contact with each other, thereby giving a thermal effect or a thermal shock to the wafer. As described above, due to the in-plane temperature difference or thermal shock generated on the wafer, slip (crystal shift) is likely to occur on the wafer, which causes a problem of lowering the quality and lowering the yield of semiconductor devices.
【0005】そこで、本発明は、上記課題を解決すべく
なされたものである。本発明の目的は、被処理基板を支
持して高温炉への搬入および高温炉からの搬出を行う際
に生じる被処理基板の面内温度差およびサーマルショッ
クを可及的に低減し得る高温炉への搬送用フォークを提
供することにある。また、本発明の目的は、半導体ウエ
ハを支持するフォークを有する搬送機構により、上記半
導体ウエハを予め高温に加熱された処理室内に水平方向
から搬入あるいは搬出する際に生じる半導体ウエハの面
内温度差およびサーマルショックを可及的に低減するこ
とができ、半導体ウエハのスリップの発生する可能性を
少なくし、品質および半導体デバイスの歩留りの向上が
図れる熱処理装置を提供することにある。Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-temperature furnace capable of reducing as much as possible the in-plane temperature difference and thermal shock of a substrate to be processed which occur when the substrate is carried into and out of the high-temperature furnace while supporting the substrate. To provide a fork for transport to a vehicle. Another object of the present invention is to provide a transfer mechanism having a fork for supporting a semiconductor wafer, wherein the semiconductor wafer has an in-plane temperature difference generated when the semiconductor wafer is loaded or unloaded from a horizontal direction into a processing chamber heated to a high temperature in advance. Another object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of reducing thermal shock as much as possible, reducing the possibility of occurrence of slip of a semiconductor wafer, and improving the quality and the yield of semiconductor devices.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項1に係る発明は、被処理基板を
支持して高温炉への搬入および高温炉からの搬出を行う
搬送用フォークにおいて、上記フォークを赤外線が透過
する透明体により形成すると共に、このフォークに上記
被処理基板を支持する黒体からなる複数の支持部を設け
たことを特徴としている。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention relates to a carrier for supporting a substrate to be processed and carrying it into and out of a high-temperature furnace. The fork is characterized in that the fork is formed of a transparent body through which infrared light is transmitted, and the fork is provided with a plurality of support portions made of a black body for supporting the substrate to be processed.
【0007】請求項2に係る発明は、請求項1の発明に
おける上記透明体が透明石英であることを特徴としてい
る。The invention according to claim 2 is characterized in that the transparent body in the invention according to claim 1 is transparent quartz.
【0008】請求項3に係る発明は、請求項1の発明に
おける上記黒体が炭化ケイ素であることを特徴としてい
る。The invention according to claim 3 is characterized in that the black body in the invention according to claim 1 is silicon carbide.
【0009】請求項4に係る発明は、半導体ウエハを支
持するフォークを有する搬送機構により、上記半導体ウ
エハを予め高温に加熱された処理室内に水平方向から搬
入して熱処理する熱処理装置において、上記フォークを
赤外線が透過する透明石英により形成すると共に、この
フォーク上に上記半導体ウエハを複数点で支持する炭化
ケイ素からなる熱容量の小さい支持部を設けたことを特
徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus for carrying a semiconductor wafer into a processing chamber heated to a high temperature in advance from a horizontal direction by a transfer mechanism having a fork for supporting the semiconductor wafer and performing a heat treatment. Are formed of transparent quartz through which infrared light is transmitted, and a support having a small heat capacity made of silicon carbide for supporting the semiconductor wafer at a plurality of points is provided on the fork.
【0010】請求項1に係る発明によれば、被処理基板
を支持して高温炉への搬入および高温炉からの搬出を行
う搬送用フォークを赤外線が透過する透明体により形成
すると共に、このフォークに上記被処理基板を支持する
黒体からなる複数の支持部を設けたので、高温炉への搬
入搬出時に被処理基板上に生じるフォークの影を希薄化
ないし解消することが可能となると共に、搬出時に被処
理基板と接触する支持部を被処理基板と同じ温度に迅速
に昇温させることが可能となる。このため、被処理基板
を支持して高温炉への搬入および高温炉からの搬出を行
う際に生じる被処理基板の面内温度差およびサーマルシ
ョックを可及的に低減ないし解消することが可能とな
る。According to the first aspect of the present invention, a transfer fork for supporting a substrate to be processed and carrying it into and out of the high-temperature furnace is formed of a transparent body through which infrared rays can pass, and the fork is formed of a transparent body. Since a plurality of support portions made of a black body for supporting the substrate to be processed are provided, it is possible to dilute or eliminate the shadow of a fork generated on the substrate to be processed when loading and unloading the substrate into a high-temperature furnace, It is possible to quickly raise the temperature of the supporting portion that comes into contact with the substrate to be processed at the time of unloading to the same temperature as the substrate to be processed. Therefore, it is possible to reduce or eliminate as much as possible the in-plane temperature difference and thermal shock of the substrate to be processed which occur when the substrate to be processed is carried into and out of the high-temperature furnace while being supported. Become.
【0011】請求項2に係る発明によれば、上記透明体
が透明石英であるため、透明なフォークが容易に得られ
る。According to the second aspect of the present invention, since the transparent body is made of transparent quartz, a transparent fork can be easily obtained.
【0012】請求項3に係る発明によれば、上記黒体が
炭化ケイ素であるため、熱吸収性のよい支持部が容易に
得られる。According to the third aspect of the present invention, since the black body is made of silicon carbide, a support having good heat absorption can be easily obtained.
【0013】請求項4に係る発明によれば、半導体ウエ
ハを予め高温に加熱された処理室内に水平方向から搬入
して熱処理する熱処理装置における搬送機構のフォーク
を赤外線が透過する透明石英により形成すると共に、こ
のフォーク上に上記半導体ウエハを複数点で支持する炭
化ケイ素からなる熱容量の小さい支持部を設けたので、
処理室への搬入搬出時に半導体ウエハ上に生じるフォー
クの影を希薄化ないし解消することが可能となると共
に、搬出時に半導体ウエハと接触する支持部を半導体ウ
エハと同じ温度に迅速に昇温させることが可能となる。
このため、半導体ウエハを支持するフォークを有する搬
送機構により、上記半導体ウエハを予め高温に加熱され
た処理室内に水平方向から搬入あるいは搬出する際に生
じる半導体ウエハの面内温度差およびサーマルショック
を可及的に低減ないし解消することが可能となり、品質
および半導体デバイスの歩留りの向上が図れる。According to the fourth aspect of the present invention, the fork of the transfer mechanism in the heat treatment apparatus for carrying the semiconductor wafer into the processing chamber heated to a high temperature in advance from a horizontal direction and performing the heat treatment is formed of transparent quartz through which infrared rays are transmitted. At the same time, since a small heat capacity supporting portion made of silicon carbide for supporting the semiconductor wafer at a plurality of points is provided on the fork,
It is possible to dilute or eliminate the shadow of a fork generated on a semiconductor wafer when carrying in / out a processing chamber, and to quickly raise the temperature of a support portion that comes into contact with the semiconductor wafer at the time of carrying out to the same temperature as the semiconductor wafer. Becomes possible.
For this reason, a transfer mechanism having a fork for supporting the semiconductor wafer can reduce an in-plane temperature difference of the semiconductor wafer and a thermal shock generated when the semiconductor wafer is loaded or unloaded from a horizontal direction into a processing chamber heated to a high temperature in advance. This can be reduced or eliminated as much as possible, and the quality and the yield of semiconductor devices can be improved.
【0014】[0014]
【実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添付図面
に基づいて詳述する。図1は本発明の実施の形態である
搬送用フォークを示す図で、(a)は平面図、(b)は
断面図、図2は本発明を適用した熱処理装置の一例を示
す断面図、図3は支持部の形態を示す図で、(a)は埋
め込み型の断面図、(b)は被覆型の断面図である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1A and 1B are views showing a transport fork according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a heat treatment apparatus to which the present invention is applied. 3A and 3B are views showing the form of the support portion, wherein FIG. 3A is a sectional view of an embedded type, and FIG.
【0015】先ず、熱処理装置の一例について図2を参
照して説明する。この熱処理装置は、被処理基板である
円板状の半導体ウエハWを一枚ずつ熱処理する熱処理炉
である高温炉1を有する枚葉式の熱処理装置として構成
されている。また、この熱処理装置は、例えばCVD処
理に適するように構成されている。First, an example of the heat treatment apparatus will be described with reference to FIG. This heat treatment apparatus is configured as a single-wafer heat treatment apparatus having a high-temperature furnace 1 which is a heat treatment furnace for heat-treating a disc-shaped semiconductor wafer W as a substrate to be processed one by one. The heat treatment apparatus is configured to be suitable for, for example, a CVD process.
【0016】上記高温炉1は、ウエハWを水平に収容す
る処理室(プロセスチャンバ)2およびこの処理室2内
を高温、例えば800〜1000℃に加熱し得る加熱源
であるヒーター3を有している。上記処理室2は、耐熱
性を有する材料、例えば石英により円形容器状に形成さ
れていることが好ましい。上記ヒーター3は、例えば発
熱抵抗体からなり、ウエハWを面内均一に加熱するため
に、面状に形成され、処理室2の上部と下部に配置され
ていることが好ましい。The high-temperature furnace 1 has a processing chamber (process chamber) 2 for horizontally storing a wafer W, and a heater 3 as a heating source capable of heating the inside of the processing chamber 2 to a high temperature, for example, 800 to 1000 ° C. ing. The processing chamber 2 is preferably formed in a circular container shape from a heat-resistant material, for example, quartz. It is preferable that the heater 3 is formed of, for example, a heating resistor, and is formed in a planar shape in order to uniformly heat the wafer W in a plane, and is disposed above and below the processing chamber 2.
【0017】上記処理室2およびヒーター3の外側は、
断熱材4で覆われている。この断熱材4の外側は、例え
ば水冷ジャケット構造のアウターシェル(図示省略)で
覆われていることが好ましい。上記処理室2には、処理
室2内に処理ガス、窒素ガス等の不活性ガス、クリーニ
ングガス等を供給するこれらのガス源に通じるガス供給
管5と、処理室2内を所定の減圧雰囲気ないし真空度、
例えば10-2〜10-3Torrに減圧排気する真空ポン
プや圧力制御機構を有する排気管6が接続されている。The outside of the processing chamber 2 and the heater 3 is
It is covered with a heat insulating material 4. The outside of the heat insulating material 4 is preferably covered with, for example, an outer shell (not shown) having a water-cooled jacket structure. The processing chamber 2 is provided with a gas supply pipe 5 for supplying a processing gas, an inert gas such as nitrogen gas, a cleaning gas, etc. into the processing chamber 2, and a predetermined reduced pressure atmosphere inside the processing chamber 2. Or vacuum,
For example, a vacuum pump for evacuating to 10 −2 to 10 −3 Torr and an exhaust pipe 6 having a pressure control mechanism are connected.
【0018】上記処理室2内には、搬入されたウエハW
を保持する保持手段として、図示例ではウエハWの下面
を水平に支持する複数例えば3本の石英製支持ピン7が
立設されている。なお、上記保持手段としては、ウエハ
Wの被処理面とは反対側の面(下面または上面)を保持
する面状のもの、あるいはウエハWの周縁部を保持する
環状のもの等であってもよい。The wafer W loaded into the processing chamber 2 is
In the illustrated example, a plurality of, for example, three quartz support pins 7 for horizontally supporting the lower surface of the wafer W are provided upright as holding means for holding. Note that the holding means may be a planar member that holds a surface (lower surface or upper surface) of the wafer W opposite to the surface to be processed, or a ring member that holds a peripheral portion of the wafer W. Good.
【0019】上記処理室2の側部には、ウエハWを搬入
搬出する出入口8が設けられ、この出入口8には、ウエ
ハWの搬送を行う搬送機構9を有する搬送室10が開閉
弁であるゲートバルブ11を介して接続されている。こ
の搬送室10は、処理室2とほぼ同じ圧力、好ましくは
処理ガスがリークしないように処理室2よりも若干高い
圧力、例えば処理室が10-3Torrである場合、10
-2Torrに維持されている。また、搬送室10には、
減圧と常圧(大気圧)の置換を行うロードロック室12
がゲートバルブ13を介して接続され、ロードロック室
12には、常圧下でウエハカセットとの間でウエハWの
移替えを行う移載室がゲートバルブを介して接続されて
いる(図示省略)。An entrance 8 for loading / unloading the wafer W is provided at a side portion of the processing chamber 2, and a transfer chamber 10 having a transfer mechanism 9 for transferring the wafer W is provided at the entrance 8 as an open / close valve. It is connected via a gate valve 11. The transfer chamber 10 has a pressure substantially equal to that of the processing chamber 2, preferably a pressure slightly higher than that of the processing chamber 2 so that processing gas does not leak. For example, when the processing chamber is 10 −3 Torr,
-2 Torr. In the transfer chamber 10,
Load lock chamber 12 for reducing pressure and replacing normal pressure (atmospheric pressure)
Are connected via a gate valve 13, and a transfer chamber for transferring wafers W to and from a wafer cassette under normal pressure is connected to the load lock chamber 12 via a gate valve (not shown). .
【0020】上記搬送機構9は、上下動可能で、かつ、
水平に回動および伸縮可能な多関節アーム構造の搬送ア
ーム14を有しており、この搬送アーム14の先端部に
ウエハWを支持する搬送用フォーク15が設けられてい
る。このフォーク15は、図1の(a)ないし(b)に
示すように、ウエハWの幅よりも狭い縦長の薄板状に形
成され、その先端側の上面には、ウエハWが搬送中に落
下しないようにウエハWを収容する凹部16が形成され
ていることが好ましい。また、上記フォーク15の先端
は、処理室2内の支持ピン7との干渉を避けるために、
U字状等に分岐されていることが好ましい。The transport mechanism 9 can move up and down, and
The transfer arm 14 includes a transfer arm 14 having a multi-joint arm structure that can be rotated and extended horizontally, and a transfer fork 15 that supports the wafer W is provided at a distal end of the transfer arm 14. As shown in FIGS. 1A and 1B, the fork 15 is formed in a vertically long thin plate narrower than the width of the wafer W, and the fork 15 drops on the upper surface on the tip side during the transfer. It is preferable that a concave portion 16 for accommodating the wafer W be formed so as not to be disturbed. Further, the tip of the fork 15 is used to avoid interference with the support pins 7 in the processing chamber 2.
It is preferably branched in a U shape or the like.
【0021】上記フォーク15は、赤外線が透過する透
明体により形成されている。この透明体としては、耐熱
性を有し、かつ、ウエハWの汚染源にならない材料、例
えば透明石英であることが好ましい。また、上記フォー
ク15上には、その凹部16においてウエハWの下面を
複数点で直接支持する複数、例えば3〜4個、図示例で
は4個の突状の支持部(支持ピン部)17が設けられて
いる。これらの突状の支持部17は、赤外線を吸収する
黒体により形成されている。この黒体としては、耐熱性
を有し、ウエハWの汚染源にならない材料、例えば炭化
ケイ素(SiC)であることが好ましい。上記支持部1
7は、熱容量を小さくするために、ボリュームを小さく
して形成されていることが好ましい。The fork 15 is formed of a transparent body through which infrared light passes. The transparent body is preferably a material that has heat resistance and does not become a contamination source of the wafer W, for example, transparent quartz. On the fork 15, a plurality of, for example, 3 to 4, in the illustrated example, four projecting support portions (support pin portions) 17 for directly supporting the lower surface of the wafer W at a plurality of points in the concave portions 16 are provided. Is provided. These protruding support portions 17 are formed of a black body that absorbs infrared rays. The black body is preferably a material having heat resistance and not a source of contamination of the wafer W, for example, silicon carbide (SiC). The support part 1
7 is preferably formed with a small volume in order to reduce the heat capacity.
【0022】上記支持部17の形態としては、例えば図
3の(a)に示すように、きのこ状ないしピン状等に形
成した炭化ケイ素製の支持部17をフォーク15上に形
成した小孔ないし窪み部18に嵌め込んだ嵌め込み型の
もの、あるいは、図3の(b)に示すように、フォーク
15上に形成した突部19の表面を炭化ケイ素の被膜な
いしカバー20で覆った被覆型のもの等が採用される。
上記支持部17のウエハWと接触する部分の形状は、図
示例のように球面状が好ましいが、平面状であってもよ
い。As shown in FIG. 3 (a), for example, the support 17 is made of a silicon carbide support 17 formed in a mushroom shape or a pin shape or the like. As shown in FIG. 3B, a fitting type in which the fitting portion is fitted into the concave portion 18 or a coating type in which the surface of the projection 19 formed on the fork 15 is covered with a silicon carbide film or a cover 20, as shown in FIG. Things are adopted.
The shape of the portion of the support portion 17 that comes into contact with the wafer W is preferably spherical as shown in the illustrated example, but may be flat.
【0023】次に、以上の構成からなる搬送アームおよ
び熱処理装置の作用を述べる。先ず、高温炉1の処理室
2内は、所定の減圧状態に制御されていると共に、ヒー
ター3によって所定の熱処理温度に制御されている。こ
の状態で、ロードロック室12側のゲートバルブ11が
開くと、搬送室10における搬送機構9の搬送アーム1
4は、フォーク15をロードロック室12へ向って水平
に前進させて予めウエハカセットからロードロック室1
2に搬送されている処理前のウエハWをフォーク15の
支持部17上に受け取った後、搬送室10に後退して戻
る。搬送アーム14が搬送室10に戻ると、ロードロッ
ク室12側のゲートバルブ13が閉じる。Next, the operation of the transfer arm and the heat treatment apparatus having the above-described configuration will be described. First, the inside of the processing chamber 2 of the high temperature furnace 1 is controlled to a predetermined reduced pressure state, and is controlled to a predetermined heat treatment temperature by the heater 3. In this state, when the gate valve 11 on the load lock chamber 12 side is opened, the transfer arm 1 of the transfer mechanism 9 in the transfer chamber 10 is opened.
4 is to advance the fork 15 horizontally toward the load lock chamber 12 and to move the fork 15 from the wafer cassette to the load lock chamber 1 in advance.
After receiving the unprocessed wafer W transferred to 2 on the support portion 17 of the fork 15, the wafer W retreats and returns to the transfer chamber 10. When the transfer arm 14 returns to the transfer chamber 10, the gate valve 13 on the load lock chamber 12 side closes.
【0024】次いで、上記搬送アーム14は、フォーク
15の向きを変え、高温炉側のゲートバルブ13が開く
と、フォーク15を処理室2に向って水平に前進させて
ウエハWを処理室2内に搬入し、フォーク15を若干下
降させて支持ピン7上にウエハWを受け渡した後、後退
して搬送室10に戻る。搬送アーム14が搬送室10に
戻ると、高温炉側のゲートバルブ11が閉じ、処理室2
内でウエハWに対する所定の熱処理が開始する。熱処理
が終了すると、上記とは逆の動作で処理室W内から熱処
理後のウエハWが搬出されてロードロック室12へ搬送
され、ロードロック室12から移載室を経てウエハカセ
ット内に戻される。このようにして、ウエハWの熱処理
が順次連続的に行われる。Next, when the direction of the fork 15 is changed and the gate valve 13 on the high-temperature furnace side is opened, the transfer arm 14 advances the fork 15 horizontally toward the processing chamber 2 to move the wafer W into the processing chamber 2. After the fork 15 is slightly lowered to transfer the wafer W onto the support pins 7, the fork 15 retreats and returns to the transfer chamber 10. When the transfer arm 14 returns to the transfer chamber 10, the gate valve 11 on the high-temperature furnace side closes and the processing chamber 2
A predetermined heat treatment for the wafer W is started therein. When the heat treatment is completed, the wafer W after the heat treatment is unloaded from the processing chamber W and transferred to the load lock chamber 12 by the operation reverse to the above, and returned from the load lock chamber 12 to the wafer cassette via the transfer chamber. . In this manner, the heat treatment of the wafer W is performed sequentially and continuously.
【0025】ところで、従来の熱処理装置においては、
上記フォーク15が不透明材質からなっていたため、ウ
エハWをフォーク15に載せて予め高温に加熱された処
理室2内に搬入する際、および、熱処理後、処理室2か
らウエハWをフォーク15に載せて搬出する際に、ヒー
ター3から輻射される赤外線がフォーク15により遮ら
れてウエハ面にフォーク15の影が生じ、このフォーク
15の影によりウエハWに面内温度差が発生していた。By the way, in the conventional heat treatment apparatus,
Since the fork 15 is made of an opaque material, the wafer W is placed on the fork 15 when the wafer W is loaded on the fork 15 and loaded into the processing chamber 2 which has been heated to a high temperature in advance, and after the heat treatment. When the wafer W is carried out, infrared rays radiated from the heater 3 are blocked by the fork 15 and a shadow of the fork 15 is generated on the wafer surface, and the shadow of the fork 15 causes an in-plane temperature difference on the wafer W.
【0026】これに対して、本実施の形態の熱処理装置
によれば、上記フォーク15が透明体からなっているた
め、ヒーター3からの赤外線がフォーク15を透過する
ようになり、ウエハ面にはフォーク15の影が生じない
か、生じたとしても極めて薄い影となる。このように、
ウエハ面に映るフォーク15の影を解消ないし希薄化す
ることができるので、ウエハWを予め高温に加熱された
処理室2内に水平方向から搬入あるいは搬出する際にフ
ォーク15の影により生じるウエハWの面内温度差を可
及的に低減ないし解消することができる。On the other hand, according to the heat treatment apparatus of the present embodiment, since the fork 15 is made of a transparent material, infrared rays from the heater 3 pass through the fork 15, and the heat is applied to the wafer surface. The shadow of the fork 15 does not occur, or even if it occurs, it becomes a very faint shadow. in this way,
Since the shadow of the fork 15 reflected on the wafer surface can be eliminated or diluted, the wafer W generated by the shadow of the fork 15 when loading or unloading the wafer W from the horizontal direction into the processing chamber 2 heated to a high temperature in advance. Can be reduced or eliminated as much as possible.
【0027】この場合、上記フォーク15を透明体であ
る透明石英により形成することにより、耐熱性を有し、
かつ、ウエハWの汚染源にはならない透明なフォーク1
5が容易に得られる。また、上記フォーク15上にウエ
ハWを複数点で支持する突状の複数の支持部17が設け
られ、これらの支持部17が黒体からなっているため、
熱処理後、ウエハWを処理室2から搬出するためにフォ
ーク15が待機位置の搬送室10から処理室2に進入し
てウエハWを取りに行く過程で、支持部17がヒーター
3からの赤外線を効率よく吸収して速やかに昇温するよ
うになる。In this case, since the fork 15 is formed of transparent quartz, which is a transparent body, it has heat resistance,
Moreover, a transparent fork 1 that does not become a contamination source of the wafer W
5 is easily obtained. Further, a plurality of projecting support portions 17 for supporting the wafer W at a plurality of points are provided on the fork 15, and since these support portions 17 are formed of a black body,
After the heat treatment, while the fork 15 enters the processing chamber 2 from the transfer chamber 10 at the standby position to retrieve the wafer W in order to carry out the wafer W from the processing chamber 2, the support unit 17 emits infrared rays from the heater 3. It absorbs efficiently and heats up quickly.
【0028】このように、ウエハWと接触する支持部1
7の温度を、ウエハWと接触する前に予めウエハWと同
じ温度に迅速に昇温させておくことができるので、熱処
理後の熱いウエハWを処理室2から冷たいフォーク15
により搬出する際に生じるウエハWのサーマルショック
を低減ないし防止することができる。この場合、上記支
持部17を黒体である炭化ケイ素により形成することに
より、熱吸収性のよい支持部17が容易に得られる。As described above, the support portion 1 that comes into contact with the wafer W
7 can be quickly raised to the same temperature as the wafer W before coming into contact with the wafer W, so that the hot wafer W after the heat treatment is removed from the processing chamber 2 by the cold fork 15.
Accordingly, thermal shock of the wafer W generated when the wafer W is unloaded can be reduced or prevented. In this case, by forming the support 17 from silicon carbide, which is a black body, the support 17 having good heat absorption can be easily obtained.
【0029】また、上記支持部17は、フォーク15よ
りも十分に小さく形成されており、熱容量が小さいた
め、より迅速に昇温することができ、立上りが速く、搬
送アーム14の搬送速度に十分に対応することができ
る。従って、ウエハWの搬出時だけでなく、搬入時にお
いても、上記支持部17がウエハWと温度差を生じるこ
となく一緒に昇温することができ、ウエハWに熱影響を
与えない。以上により、上記ウエハWを予め高温に加熱
された処理室2内に水平方向から搬入あるいは搬出する
際に生じるウエハWの面内温度差ないしサーマルショッ
クや熱影響が抑制ないし防止され、ウエハWのスリップ
を防止することが可能となり、品質および半導体デバイ
スの歩留りの向上が図れる。The support portion 17 is formed sufficiently smaller than the fork 15 and has a small heat capacity, so that the temperature can be raised more quickly, the rising speed is fast, and the transfer speed of the transfer arm 14 is sufficient. Can be handled. Therefore, not only when the wafer W is carried out, but also when the wafer W is carried in, the temperature of the support portion 17 can be raised together with the wafer W without causing a temperature difference, and the wafer W is not affected by heat. As described above, the in-plane temperature difference of the wafer W, thermal shock, and thermal influence that occur when the wafer W is loaded or unloaded from the horizontal direction into the processing chamber 2 heated to a high temperature in advance is suppressed or prevented. Slip can be prevented, and the quality and the yield of semiconductor devices can be improved.
【0030】図4は、本発明の他の実施の形態を示す搬
送用フォークの平面図である。図4において、図1と同
一部分は同一参照符合を付して説明を省略する。本実施
の形態の搬送用フォーク15は、処理室内において赤外
輻射に直接さらされない部分(基部側)15aが透明石
英よりも熱伝導率が小さい不透明石英により形成されて
いる。FIG. 4 is a plan view of a transport fork showing another embodiment of the present invention. 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted. In the transfer fork 15 of the present embodiment, a portion (base side) 15a that is not directly exposed to infrared radiation in the processing chamber is formed of opaque quartz having a lower thermal conductivity than transparent quartz.
【0031】不透明石英は、例えば石英の内部に気泡を
含ませることにより得られ、これにより透明石英(アル
ミナや炭化ケイ素よりも熱伝導率が小さい)よりも更に
熱伝導率が小さくなる。このフォーク15によれば、図
1のフォークと同様の効果が得られる他に、赤外輻射に
直接さらされない基部側15aが不透明石英により形成
されていて熱伝導率が小さいため、フォーク15から搬
送アーム14側に熱伝導によって与える熱影響を抑制す
ることができ、搬送機構9の耐久性の向上が図れる。Opaque quartz is obtained, for example, by including air bubbles in quartz, so that the thermal conductivity is further lower than that of transparent quartz (having a lower thermal conductivity than alumina or silicon carbide). According to this fork 15, in addition to obtaining the same effect as the fork of FIG. 1, the base side 15a, which is not directly exposed to infrared radiation, is formed of opaque quartz and has a low thermal conductivity. The influence of heat on the arm 14 due to heat conduction can be suppressed, and the durability of the transport mechanism 9 can be improved.
【0032】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の
設計変更等が可能である。例えば、本発明が適用される
熱処理装置としては、CVD以外に、例えば酸化、拡
散、アニール等の処理を行うものであってもよい。ま
た、被処理基板としては、半導体ウエハ以外に、例えば
LCD基板等も適用可能である。Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above-discussed preferred embodiments, and various design changes and the like are possible without departing from the gist of the present invention. Is possible. For example, the heat treatment apparatus to which the present invention is applied may be one that performs, for example, oxidation, diffusion, annealing, or the like, in addition to CVD. Further, as the substrate to be processed, for example, an LCD substrate or the like can be applied in addition to the semiconductor wafer.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な効果を奏することができる。In summary, according to the present invention, the following effects can be obtained.
【0034】(1)請求項1に係る発明によれば、被処
理基板を支持して高温炉への搬入および高温炉からの搬
出を行う搬送用フォークを赤外線が透過する透明体によ
り形成すると共に、このフォークに上記被処理基板を支
持する黒体からなる複数の支持部を設けたので、高温炉
への搬入搬出時に被処理基板上に生じるフォークの影を
希薄化ないし解消することができると共に、搬出時に被
処理基板と接触する支持部を被処理基板と同じ温度に迅
速に昇温させることができる。このため、被処理基板を
支持して高温炉への搬入および高温炉からの搬出を行う
際に生じる被処理基板の面内温度差およびサーマルショ
ックを可及的に低減ないし解消することができる。(1) According to the first aspect of the present invention, the transfer fork for supporting the substrate to be processed and carrying it into and out of the high-temperature furnace is formed of a transparent body through which infrared rays can pass. Since the fork is provided with a plurality of support portions made of a black body for supporting the substrate to be processed, the shadow of the fork generated on the substrate to be processed at the time of carrying in and out of the high-temperature furnace can be diluted or eliminated. In addition, the temperature of the support portion that comes into contact with the substrate to be processed at the time of unloading can be quickly raised to the same temperature as the substrate to be processed. For this reason, it is possible to reduce or eliminate as much as possible the in-plane temperature difference and the thermal shock of the substrate to be processed, which occur when the substrate is carried into and out of the high-temperature furnace while supporting the substrate.
【0035】(2)請求項2に係る発明によれば、上記
透明体が透明石英であるため、透明なフォークが容易に
得られる。(2) According to the second aspect of the invention, since the transparent body is made of transparent quartz, a transparent fork can be easily obtained.
【0036】(3)請求項3に係る発明によれば、上記
黒体が炭化ケイ素であるため、熱吸収性のよい支持部が
容易に得られる。(3) According to the third aspect of the invention, since the black body is made of silicon carbide, a supporting portion having good heat absorption can be easily obtained.
【0037】(4)請求項4に係る発明によれば、半導
体ウエハを予め高温に加熱された処理室内に水平方向か
ら搬入して熱処理する熱処理装置における搬送機構のフ
ォークを赤外線が透過する透明石英により形成すると共
に、このフォーク上に上記半導体ウエハを複数点で支持
する炭化ケイ素からなる熱容量の小さい支持部を設けた
ので、処理室への搬入搬出時に半導体ウエハ上に生じる
フォークの影を希薄化ないし解消することができると共
に、搬出時に半導体ウエハと接触する支持部を半導体ウ
エハと同じ温度に迅速に昇温させることができる。この
ため、半導体ウエハを支持するフォークを有する搬送機
構により、上記半導体ウエハを予め高温に加熱された処
理室内に水平方向から搬入あるいは搬出する際に生じる
半導体ウエハの面内温度差およびサーマルショックを可
及的に低減ないし解消することができ、品質および半導
体デバイスの歩留りの向上が図れる。(4) According to the fourth aspect of the present invention, the transparent quartz through which the infrared rays pass through the fork of the transfer mechanism in the heat treatment apparatus for carrying the semiconductor wafer into the processing chamber heated to a high temperature in advance from the horizontal direction and performing the heat treatment. And a small heat capacity support portion made of silicon carbide for supporting the semiconductor wafer at a plurality of points is provided on the fork, so that the shadow of the fork generated on the semiconductor wafer when the semiconductor wafer is carried in and out of the processing chamber is diluted. In addition to this, it is possible to quickly raise the temperature of the support portion that comes into contact with the semiconductor wafer at the time of unloading to the same temperature as the semiconductor wafer. For this reason, a transfer mechanism having a fork for supporting the semiconductor wafer can reduce an in-plane temperature difference of the semiconductor wafer and a thermal shock generated when the semiconductor wafer is loaded or unloaded from a horizontal direction into a processing chamber heated to a high temperature in advance. It can be reduced or eliminated as much as possible, and the quality and the yield of semiconductor devices can be improved.
【図1】本発明の実施の形態である搬送用フォークを示
す図で、(a)は平面図、(b)は断面図である。FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a transport fork according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view and FIG.
【図2】本発明を適用した熱処理装置の一例を示す断面
図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example of a heat treatment apparatus to which the present invention is applied.
【図3】支持部の形態を示す図で、(a)は埋め込み型
の断面図、(b)は被覆型の断面図である。3A and 3B are diagrams showing a form of a supporting portion, wherein FIG. 3A is a cross-sectional view of an embedded type, and FIG.
【図4】本発明の他の実施の形態を示す搬送用フォーク
の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a transport fork showing another embodiment of the present invention.
W 半導体ウエハ(被処理基板) 1 高温炉 2 処理室 9 搬送機構 15 フォーク 17 支持部 W Semiconductor wafer (substrate to be processed) 1 High temperature furnace 2 Processing chamber 9 Transfer mechanism 15 Fork 17 Support
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大加瀬 亘 神奈川県津久井郡城山町町屋1丁目2番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Wataru Okase 1-2-141 Machiya, Shiroyama-cho, Tsukui-gun, Kanagawa Prefecture Inside the Tokyo Electron Tohoku Co., Ltd. Sagami Business Office
Claims (4)
よび高温炉からの搬出を行う搬送用フォークにおいて、
上記フォークを赤外線が透過する透明体により形成する
と共に、このフォークに上記被処理基板を支持する黒体
からなる複数の支持部を設けたことを特徴とする高温炉
への搬送用フォーク。1. A transfer fork for supporting a substrate to be processed and carrying it into and out of a high-temperature furnace,
A fork for transporting to a high-temperature furnace, wherein the fork is formed of a transparent body through which infrared light is transmitted, and the fork is provided with a plurality of support portions made of a black body for supporting the substrate to be processed.
徴とする請求項1記載の高温炉への搬送用フォーク。2. The fork for transferring to a high-temperature furnace according to claim 1, wherein the transparent body is transparent quartz.
徴とする請求項1記載の高温炉への搬送用フォーク。3. The fork for transferring to a high-temperature furnace according to claim 1, wherein the black body is silicon carbide.
る搬送機構により、上記半導体ウエハを予め高温に加熱
された処理室内に水平方向から搬入して熱処理する熱処
理装置において、上記フォークを赤外線が透過する透明
石英により形成すると共に、このフォーク上に上記半導
体ウエハを複数点で支持する炭化ケイ素からなる熱容量
の小さい支持部を設けたことを特徴とする熱処理装置。4. A heat treatment apparatus for carrying a semiconductor wafer into a processing chamber heated to a high temperature in advance from a horizontal direction by a transfer mechanism having a fork for supporting the semiconductor wafer and heat-treating the semiconductor wafer. A heat treatment apparatus, comprising: a support portion made of quartz and having a small heat capacity made of silicon carbide for supporting the semiconductor wafer at a plurality of points on the fork.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6546797A JPH10247680A (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Fork for transferring wafer to high-temperature oven and thermal treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6546797A JPH10247680A (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Fork for transferring wafer to high-temperature oven and thermal treatment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10247680A true JPH10247680A (en) | 1998-09-14 |
Family
ID=13287964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6546797A Pending JPH10247680A (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Fork for transferring wafer to high-temperature oven and thermal treatment device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10247680A (en) |
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