JPH1092754A - Method and device for single wafer heat treatment - Google Patents
Method and device for single wafer heat treatmentInfo
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- JPH1092754A JPH1092754A JP26777596A JP26777596A JPH1092754A JP H1092754 A JPH1092754 A JP H1092754A JP 26777596 A JP26777596 A JP 26777596A JP 26777596 A JP26777596 A JP 26777596A JP H1092754 A JPH1092754 A JP H1092754A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等に
対して成膜等の熱処理を施す枚葉式の熱処理装置及び熱
処理方法に関する。The present invention relates to a single-wafer heat treatment apparatus and a heat treatment method for performing heat treatment such as film formation on a semiconductor wafer or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、半導体集積回路の製造において
は、半導体ウエハ表面に成膜や酸化・拡散を施す熱処理
工程やパターンエッチングする工程を繰り返し行なう。
従来、例えば8インチサイズのウエハを熱処理する場合
には、一度に多数枚のウエハを熱処理できることから主
に縦型のバッチ式の熱処理装置が使用されていた。この
種の熱処理工程で重要な点は、製品回路の特性の均一性
及び歩留まりの向上の観点より、熱処理時において、ウ
エハ面内の温度を均一性良く制御する点及びスリップや
結晶欠陥の発生を抑制する点である。2. Description of the Related Art Generally, in the manufacture of a semiconductor integrated circuit, a heat treatment step of forming a film, oxidizing and diffusing on a surface of a semiconductor wafer and a pattern etching step are repeatedly performed.
Conventionally, when heat-treating an 8-inch wafer, for example, a vertical batch-type heat treatment apparatus has been mainly used because a large number of wafers can be heat-treated at once. The important points in this type of heat treatment process are to control the temperature within the wafer surface with good uniformity and to prevent the occurrence of slip and crystal defects during heat treatment from the viewpoint of uniformity of the characteristics of product circuits and improvement of yield. This is the point of suppression.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、回路の高集
積化及び高微細化に伴って、ウエハサイズも大口径化さ
れ、例えば12インチサイズのウエハの使用が検討され
ている。このようにウエハサイズが8インチから12イ
ンチ(略30cm程度)に拡大すると、ウエハ自重が8
インチサイズのウエハと比較して2.5〜3倍程度に増
加し、しかも、ウエハ面内の均熱性を考慮すると、従来
のバッチ式の縦型の熱処理装置では対応し難くなった。
すなわち、ウエハ自重が上述のように数倍になった結
果、多数のウエハを支持するウエハボートが強度上耐え
られなくなったり、或いは、大口径化によりウエハ面積
が大きくなったことから、所定のピッチで配列されたウ
エハの側方より加熱する方式ではウエハ面内の均一加熱
を十分に行ない難くなった。By the way, as circuits become more highly integrated and finer, the wafer size is also increased, and the use of, for example, a 12-inch size wafer is being studied. As described above, when the wafer size is increased from 8 inches to 12 inches (about 30 cm), the weight of the wafer becomes 8%.
It is about 2.5 to 3 times as large as that of an inch-size wafer, and it is difficult to cope with the conventional batch-type vertical heat treatment apparatus in consideration of the uniformity of the wafer surface.
In other words, as the weight of the wafer has increased several times as described above, the wafer boat supporting a large number of wafers can no longer withstand the strength, or the wafer area has increased due to the increase in the diameter of the wafer. In the method of heating from the side of the wafers arranged in the above, it is difficult to sufficiently perform uniform heating within the wafer surface.
【0004】そこで、上記問題点を解決するために、ウ
エハを一枚ずつ処理する枚葉式の熱処理装置も種々提案
されており、この装置ではウエハホルダの下方に配置し
たハロゲンランプや抵抗ヒータによりホルダ上に支持或
いは載置したウエハを加熱するようになっている。しか
しながら、従来の枚葉式の熱処理装置を用いた場合であ
っても、大口径化のウエハを面内温度の均一性良く加熱
することは現状のヒータの単位面積当たりの発熱量を勘
案すると、かなり難しく、従来装置で十分であるとは言
えなかった。また、大口径化によりウエハ面積が大きく
なると僅かな熱的歪がスリップや結晶欠陥を引き起こす
原因となっていた。例えば、1000℃程度の高温状態
になされているウエハを搬出するために、これに室温の
搬送アームが接触すると、その接触部が急激に冷却され
て熱的な歪が生じて、これが原因でスリップや結晶欠陥
が発生する恐れがあった。本発明は、以上のような問題
点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたもので
ある。本発明の目的は、被処理体の面内温度の均一性を
向上させることができる枚葉式の熱処理装置を提供する
ことにある。また、本発明の他の目的は、スリップや結
晶欠陥の発生を抑制することができる枚葉式の熱処理方
法を提供することにある。In order to solve the above-mentioned problems, various single-wafer heat treatment apparatuses for processing wafers one by one have been proposed. In this apparatus, a holder is provided by a halogen lamp or a resistance heater disposed below the wafer holder. The wafer supported or placed thereon is heated. However, even when a conventional single-wafer heat treatment apparatus is used, heating a large-diameter wafer with good in-plane temperature uniformity takes into account the heat generation per unit area of the current heater. It was rather difficult and conventional devices were not satisfactory. Further, when the wafer area is increased due to the increase in diameter, slight thermal distortion causes slip and crystal defects. For example, when a transfer arm at room temperature comes in contact with a wafer to be carried out at a high temperature of about 1000 ° C., the contact portion is rapidly cooled and thermal distortion occurs, which causes slip. And crystal defects may occur. The present invention has been devised in view of the above problems and effectively solving them. An object of the present invention is to provide a single-wafer heat treatment apparatus that can improve the uniformity of the in-plane temperature of an object to be processed. Another object of the present invention is to provide a single-wafer heat treatment method capable of suppressing the occurrence of slip and crystal defects.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
問題点を解決するために、処理容器内の被処理体ホルダ
に保持させた被処理体に対して所定の熱処理を施す枚葉
式の熱処理装置において、前記被処理体ホルダは、ホル
ダベースと、これより上方へ突出されて前記被処理体の
裏面周縁部を支持する凸状支持部と、前記ホルダベース
に設けられて上下方向へガスを流通させるガス流通孔と
よりなるように構成したものである。請求項4の発明
は、処理容器内の被処理体ホルダに保持させた被処理体
に対して所定の熱処理を施す枚葉式の熱処理装置におい
て、前記被処理体ホルダ上に、前記被処理体を直接的に
載置する補助支持台を載置可能に設け、前記被処理体を
前記補助支持台と共に搬入・搬出させるように構成した
ものである。請求項8の発明によれば、処理容器内の被
処理体ホルダに保持させた被処理体に対して所定の熱処
理を施す枚葉式の熱処理方法において、前記処理容器内
へ前記被処理体を搬入した状態で所定の時間待機させて
前記被処理体を予備加熱し、その後、前記被処理体を前
記被処理体ホルダ上に載置して保持させるようにしたも
のである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a single wafer for performing a predetermined heat treatment on a workpiece held in a workpiece holder in a processing vessel. In the heat treatment apparatus of the type, the processing object holder includes a holder base, a protruding supporting portion protruding upward from the processing object holder, and supporting a rear peripheral portion of the processing object, and a vertical direction provided on the holder base. It is configured to have a gas flow hole through which gas flows. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a single-wafer heat treatment apparatus for performing a predetermined heat treatment on a processing target held in a processing target holder in a processing chamber, wherein the processing target is placed on the processing target holder. Is provided so as to be able to be mounted thereon, and the object to be processed is carried in and out together with the auxiliary support. According to the invention of claim 8, in a single-wafer heat treatment method in which a predetermined heat treatment is performed on the processing object held in the processing object holder in the processing container, the processing object is placed in the processing container. The object to be processed is pre-heated by waiting for a predetermined time in the loaded state, and then the object is placed and held on the object holder.
【0006】請求項1によれば、被処理体は処理容器内
で被処理体ホルダに保持された状態で熱処理されること
になる。この時、被処理体は、ホルダベースに設けた凸
状支持部によりその裏面周縁部が支持され、また、ホル
ダベースのガス流通孔を介して加熱されたガスが被処理
体の裏面側に良好に回り込み、被処理体を面内温度の均
一性良く加熱することが可能となる。また、上記凸状支
持部をリング状に成形して被処理体の裏面周縁部を環状
に支持すると共にこの凸状支持部にガス抜孔を設けるこ
とにより、被処理体の裏面側への加熱ガスの回り込みを
促進しつつ被処理体の撓みも少なくでき、スリップ等の
発生も抑制でき、被処理体の自重が大きくなった場合に
効果的である。更に、ホルダベースの周縁部に例えばリ
ング状のガス滞留凸部を設けて加熱したガスを被処理体
の裏面側に滞留するようにすれば、加熱効率が高まり、
被処理体の面内温度の均一性を一層向上させることが可
能となる。According to the first aspect, the object to be processed is heat-treated while being held by the object holder in the processing vessel. At this time, the object to be processed is supported on its back peripheral edge by the convex support portion provided on the holder base, and the gas heated through the gas flow hole of the holder base is preferably applied to the back side of the object to be processed. And the object can be heated with good in-plane temperature uniformity. In addition, the convex support portion is formed into a ring shape to support the peripheral edge of the rear surface of the object to be processed in a ring shape, and a gas vent hole is provided in the convex support portion, so that the heating gas to the rear surface of the object is heated. The bending of the object to be processed can be reduced while the wraparound of the object can be reduced, and the occurrence of slip and the like can be suppressed. Furthermore, if a heated gas is retained on the back surface side of the object to be processed by providing, for example, a ring-shaped gas retaining protrusion on the peripheral portion of the holder base, the heating efficiency is increased,
It is possible to further improve the uniformity of the in-plane temperature of the object to be processed.
【0007】請求項4の発明によれば、被処理体は補助
支持台上に載置された状態で被処理体ホルダ上に保持さ
れ、この状態で所定の熱処理が施される。そして、被処
理体の搬出時には、被処理体を補助支持台上に載置した
状態で搬出するので、室温の搬送アームが高温状態の被
処理体に直接接触することがなくなり、従って、被処理
体が局部的に急激に冷却されることがなくなるので、ス
リップや結晶欠陥が発生するのを抑制することが可能と
なる。また、この補助支持台を請求項1において説明し
たような被処理体ホルダと同様な構成とすることによ
り、被処理体の裏面側にも加熱されたガスが十分に回り
込み、或いは滞留するので、被処理体の面内温度の均一
性も併せて向上させることが可能となる。According to the fourth aspect of the present invention, the object to be processed is held on the object holder while being placed on the auxiliary support table, and a predetermined heat treatment is performed in this state. When the object to be processed is carried out, the object to be processed is carried out while being placed on the auxiliary support table, so that the transfer arm at room temperature does not directly come into contact with the object to be processed at a high temperature. Since the body is not rapidly cooled locally, it is possible to suppress the occurrence of slips and crystal defects. Further, by making the auxiliary support base have the same configuration as the object holder as described in claim 1, the heated gas sufficiently wraps around or stays on the back side of the object. The uniformity of the in-plane temperature of the object to be processed can also be improved.
【0008】請求項8に規定する方法発明によれば、予
め所定の温度雰囲気になされた処理容器内へ室温の被処
理体を搬入する場合には、これを搬送アーム等により処
理容器内へ搬入して被処理体を搬送アームで保持した状
態で所定の時間待機し、被処理体をある程度の温度まで
予備加熱する。そして、予備加熱が完了したならば、被
処理体を被処理体ホルダ上に実際に載置させ、熱処理を
開始する。従って、この場合には、室温状態の被処理体
が高温状態の被処理体ホルダに直接接触することがなく
なって、局部的に急激に冷却されることがなくなるの
で、スリップや結晶欠陥が発生することを抑制すること
が可能となる。According to the method of the present invention, when the object to be processed at room temperature is carried into the processing vessel which has been brought into a predetermined temperature atmosphere in advance, it is carried into the processing vessel by a transfer arm or the like. Then, the processing object is held for a predetermined time while being held by the transfer arm, and the processing object is preheated to a certain temperature. Then, when the preheating is completed, the object to be processed is actually placed on the object holder and the heat treatment is started. Therefore, in this case, the workpiece in the room temperature state does not directly contact the workpiece holder in the high temperature state, and is not locally cooled suddenly, so that slip and crystal defects occur. This can be suppressed.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る枚葉式の熱
処理装置及び熱処理方法の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。図1は本発明に係る枚葉式の熱処理装置を
示す構成図、図2は被処理体ホルダを示す平面図であ
る。本実施例においては、熱処理装置として半導体ウエ
ハ表面に成膜を施す成膜処理装置を例にとって説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a single-wafer heat treatment apparatus and a heat treatment method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a single wafer type heat treatment apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a workpiece holder. In the present embodiment, a film forming apparatus for forming a film on the surface of a semiconductor wafer will be described as an example of a heat treatment apparatus.
【0010】図示するようにこの熱処理装置2は、アル
ミニウム等により円筒体状に成形された処理容器4を有
しており、この底部と天井部は、それぞれ開口されてい
る。底部の開口には、例えば石英製の下側加熱手段容器
6が、天井部の開口には同じく石英製の上側加熱手段容
器8がそれぞれ処理容器4内に対して気密に区画されて
密閉状態で設けられている。上記下側加熱容器6は、処
理容器4内に向けて凸状に挿入されて上端が平面状にな
された薄板椀部6Aと、この下端開口部を覆って設けら
れて外側が大気に晒される厚板蓋部6Bとにより構成さ
れ、Oリング等のシール部材10を介して処理容器4の
底部に気密に設けられる。As shown in the figure, the heat treatment apparatus 2 has a processing vessel 4 formed in a cylindrical shape from aluminum or the like, and its bottom and ceiling are each opened. A lower heating means container 6 made of, for example, quartz is provided at the bottom opening, and an upper heating means vessel 8 also made of quartz is provided at the opening of the ceiling in a hermetically sealed manner in the processing vessel 4. Is provided. The lower heating container 6 is inserted into the processing container 4 in a convex shape and has a thin plate bowl portion 6A having a flat upper end, and is provided so as to cover the lower end opening, and the outside is exposed to the atmosphere. It is constituted by a thick plate lid 6B, and is provided airtightly at the bottom of the processing container 4 via a sealing member 10 such as an O-ring.
【0011】上記薄板椀部6Aの厚さは例えば4mm程
度と薄く設定され、この部分における熱ロスを抑制する
と共に熱応答性を良好にしている。このように薄板椀部
6Aの厚みは薄いことから、後述するように処理容器4
内の圧力変動に追従させてこの下側加熱手段容器6内の
圧力も変動させて両容器内の差圧が薄板椀部6Aの耐圧
強度以下になるように設定している。この下側加熱手段
容器6の中央部には、磁性流体シール12を介して上下
方向に気密に貫通された例えば石英製の被処理体ホルダ
14の支持軸16がウエハ均熱加熱のために回転可能に
設けられており、このホルダ14上に被処理体としての
半導体ウエハWを載置するようになっている。The thickness of the thin plate portion 6A is set as thin as, for example, about 4 mm, thereby suppressing heat loss in this portion and improving thermal responsiveness. As described above, since the thickness of the thin plate bowl portion 6A is thin, the processing vessel 4A will be described later.
The pressure in the lower heating means container 6 is also changed so as to follow the pressure change in the inside, so that the pressure difference between the two containers is set to be equal to or less than the pressure resistance of the thin plate bowl 6A. A support shaft 16 of an object holder 14 made of, for example, quartz, which is hermetically sealed through a magnetic fluid seal 12 in a vertical direction through a magnetic fluid seal 12, rotates at a central portion of the lower heating means container 6 for uniform heating of the wafer. The semiconductor wafer W as an object to be processed is placed on the holder 14.
【0012】ここで、薄板椀部6Aは前述のように処理
容器4内に凸部に挿入されて、できるだけ半導体ウエハ
Wの裏面に近付くように設定されており、この薄板椀部
6Aの上端平面部の内側に、下側の加熱手段として例え
ば抵抗加熱ヒータ18が略全面に亘って設けられてお
り、ウエハWを下面側から加熱するようになっている。
そして、ホルダ14の支持軸16の下部には、例えばモ
ータの如き回転機構20が設けられており、ウエハWを
回転しつつ加熱するようになっている。厚板蓋部6Bに
は、下側加熱手段容器6内にN2ガス等のパージガスを
導入するパージガス導入口22及び内部の雰囲気ガスを
排気するパージガス排気口24がそれぞれ設けられてい
る。Here, the thin plate bowl 6A is inserted into the processing vessel 4 as described above and is set so as to be as close as possible to the back surface of the semiconductor wafer W. Inside the portion, for example, a resistance heater 18 as a lower heating means is provided over substantially the entire surface, and heats the wafer W from the lower surface side.
A rotating mechanism 20 such as a motor is provided below the support shaft 16 of the holder 14 so as to heat the wafer W while rotating it. The thick plate lid 6B is provided with a purge gas introduction port 22 for introducing a purge gas such as N 2 gas into the lower heating means container 6 and a purge gas exhaust port 24 for exhausting an internal atmosphere gas.
【0013】一方、上記上側加熱手段容器8は、上記下
側容器6と同様に、処理容器4内に向けて凸状に挿入さ
れて下端が平面状になされた薄板椀部8Aと、この上端
開口部を覆って設けられて外側が大気に晒される厚板蓋
部8Bとにより構成され、Oリング等のシール部材26
を介して処理容器4の天井部に気密に設けられる。上記
薄板椀部8Aの厚さは例えば4mm程度と薄く設定さ
れ、この部分における熱ロスを抑制すると共に熱応答性
を良好にしている。このように薄板椀部8Aの厚みも薄
いことから、処理容器4内の圧力変動に追従させてこの
上側加熱手段容器8内の圧力も変動させて両容器内の差
圧が薄板椀部8Aの耐圧強度以下になるように設定して
いる。On the other hand, similarly to the lower container 6, the upper heating means container 8 has a thin plate bowl portion 8A which is inserted into the processing container 4 in a convex shape and has a flat lower end, and an upper end thereof. A thick plate lid 8B provided over the opening and exposed to the outside on the outside, and a sealing member 26 such as an O-ring
Is provided in an airtight manner on the ceiling portion of the processing container 4 via the airbag. The thickness of the thin plate portion 8A is set to be as thin as, for example, about 4 mm, thereby suppressing heat loss in this portion and improving thermal responsiveness. Since the thickness of the thin bowl portion 8A is thin as described above, the pressure in the upper heating means container 8 is also changed by following the pressure fluctuation in the processing container 4 so that the differential pressure in both containers is reduced by the thin plate bowl portion 8A. It is set so as to be lower than the pressure resistance strength.
【0014】この薄板椀部8Aの下端平面部の内側に、
上側の加熱手段として例えば抵抗加熱ヒータ28が略全
面に亘って設けられており、ウエハWを上面側から加熱
するようになっている。ここで、ウエハWと上下の各抵
抗加熱ヒータ28、18との間の距離は非常に小さく、
例えばそれぞれ10mm程度に設定されており、効率良
くウエハWを加熱するようになっている。そして、上記
上側及び先の下側の抵抗加熱ヒータ28、18は例えば
同心円状に複数、例えば3つのゾーンに分割されてお
り、図示しない電力供給部から各ゾーンに対して個別に
供給電力を制御して電力を分配して供給できるようにな
っている。尚、ゾーン分割数は、3つに限定されず、2
つ或いは4つ以上でもよい。また、抵抗加熱ヒータに代
えて、ハロゲンランプなどの加熱ランプを用いてもよ
い。上側加熱手段容器8の下面側には、例えば石英製の
容器状のシャワーヘッド構造になされたガス供給ヘッド
30が設けられており、これには処理ガスを導入する処
理ガス導入管32が接続されている。そして、この導入
管32より導入された処理ガスは、ガス供給ヘッド30
の下面全体に設けた多数の噴出孔34よりウエハWの上
面全域に向けて処理ガスを噴出するようになっている。
厚板蓋部8Bには、ウエハ側加熱手段容器8内にN2ガ
ス当のパージガスを導入するパージガス導入口36及び
内部の雰囲気ガスを排気するパージガス排気口38がそ
れぞれ設けられる。[0014] Inside the flat bottom portion of the thin bowl portion 8A,
As the upper heating means, for example, a resistance heater 28 is provided over substantially the entire surface, and heats the wafer W from the upper surface side. Here, the distance between the wafer W and the upper and lower resistance heaters 28 and 18 is very small,
For example, each is set to about 10 mm so that the wafer W is efficiently heated. The upper and lower resistance heaters 28 and 18 are divided, for example, concentrically into a plurality of, for example, three zones, and a power supply unit (not shown) individually controls power supply to each zone. Power can be distributed and supplied. Note that the number of zone divisions is not limited to three,
Or four or more. Further, a heating lamp such as a halogen lamp may be used instead of the resistance heater. On the lower surface side of the upper heating means container 8, a gas supply head 30 having a shower head structure in a container shape made of, for example, quartz is provided, and a processing gas introduction pipe 32 for introducing a processing gas is connected to the gas supply head 30. ing. The processing gas introduced from the introduction pipe 32 is supplied to the gas supply head 30.
The processing gas is ejected from the large number of ejection holes 34 provided on the entire lower surface of the wafer W toward the entire upper surface of the wafer W.
The thick plate lid portion 8B is provided with a purge gas introduction port 36 for introducing a purge gas such as N 2 gas into the wafer side heating means container 8 and a purge gas exhaust port 38 for exhausting an internal atmosphere gas.
【0015】一方、処理容器4の底部周縁部には、容器
内の雰囲気を排気するために図示しない真空ポンプに接
続されたガス排気口40が設けられ、また、天井部に
は、N2ガス等のパージガスを処理容器4内に導入する
ためのパージガス導入口44が設けられている。尚、こ
のパージガス導入口44としてガス供給ヘッド30を兼
用するようにしてもよい。また、処理容器4の側壁に
は、ウエハWの搬入・搬出時に開閉されるゲートバルブ
46が設けられており、このゲートバルブ46を介して
例えばロードロック室48を設けて、処理容器4内の真
空を破ることなくウエハの搬入・搬出を行ない得るよう
になっている。そして、このロードロック室48内に
は、ウエハを形成するために屈伸及び旋回可能になされ
た搬送アーム50が設けられている。また、この搬送ア
ーム50のベースは、昇降可能なスライド機構52に保
持されており、アーム全体を昇降可能てしている。On the other hand, a gas exhaust port 40 connected to a vacuum pump (not shown) for evacuating the atmosphere in the vessel is provided at the bottom peripheral edge of the processing vessel 4, and N 2 gas is provided at the ceiling. A purge gas introduction port 44 for introducing a purge gas such as the above into the processing container 4 is provided. Incidentally, the gas supply head 30 may also be used as the purge gas introduction port 44. A gate valve 46 that is opened and closed when loading and unloading the wafer W is provided on the side wall of the processing container 4. For example, a load lock chamber 48 is provided through the gate valve 46 to The wafer can be loaded and unloaded without breaking the vacuum. In the load lock chamber 48, there is provided a transfer arm 50 which can be bent, stretched and turned to form a wafer. The base of the transfer arm 50 is held by a slide mechanism 52 that can be moved up and down, so that the entire arm can be moved up and down.
【0016】ここで図2も参照して本発明の特徴とする
被処理体ホルダ14について詳しく説明する。この被処
理体ホルダ14は、前述のように例えば耐熱性の石英よ
りなり、リング状のホルベース54を有しており、その
中心部がガスを上下方向へ流すためのガス流通孔60と
して構成されている。このガス流通孔60により、ウエ
ハ裏面側に加熱されたガスが流れ込み易くしてウエハを
効率的に、面内温度の均一性良く加熱し得るようになっ
ている。Here, the workpiece holder 14, which is a feature of the present invention, will be described in detail with reference to FIG. As described above, the object holder 14 is made of, for example, heat-resistant quartz, has a ring-shaped hol base 54, and has a central portion formed as a gas flow hole 60 for allowing gas to flow vertically. ing. The gas circulation holes 60 allow the heated gas to easily flow into the back surface of the wafer, thereby enabling the wafer to be efficiently heated with uniform in-plane temperature.
【0017】このホルダベース54は、例えば3本の脚
部56によって前記支持軸16の固定されている。この
リング状のホルダベース54の上面には、その周方向に
略等間隔で配置された3つの凸状支持部58が例えば1
0mm程度上方へ突出させて設けられており、この上端
で半導体ウエハWの裏面周縁部と直接的に接触してこれ
を支持し得るようになっている。尚、この凸状支持部5
8は3個に限定されず、それ以上増加させて、例えば6
個程度に増加させて1つの支持部が受ける荷重を減らす
と共にウエハ自体の撓み量も少なくするようにしてもよ
い。また、ホルダベース54の周縁部には、その周方向
に沿ってリング状のガス滞留凸部62が上方へ突出させ
て設けられており、ウエハの裏面側に加熱されたガスが
滞留して効率的にウエハを加熱するようになっている。
ここで、ガス滞留凸部62の高さは、上記凸状支持部5
8の高さよりも数mm程度低くなされており、ウエハW
の搬入・搬出時に搬送アーム50がガス滞留凸部62と
干渉しないようになっている。尚、このガス滞留凸部6
2を上記凸状支持部58と略同じ高さに設定して、フォ
ーク状のアームが抜ける部分だけに切り欠きを設けるな
どしてもよい。The holder base 54 is fixed to the support shaft 16 by, for example, three legs 56. On the upper surface of the ring-shaped holder base 54, for example, three convex support portions 58 arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction are provided.
It is provided so as to protrude upward by about 0 mm, and the upper end can directly contact and support the peripheral edge of the back surface of the semiconductor wafer W. In addition, this convex support portion 5
8 is not limited to three, but may be further increased to, for example, 6
By increasing the number of wafers to about one, the load received by one support portion may be reduced, and the amount of bending of the wafer itself may be reduced. Further, a ring-shaped gas retaining projection 62 is provided on the peripheral edge of the holder base 54 so as to protrude upward along the circumferential direction, so that the heated gas is retained on the rear surface side of the wafer and the efficiency is improved. The wafer is heated in a typical manner.
Here, the height of the gas stagnation protrusion 62 is determined by the height of the convex support portion 5.
8 is several mm lower than the height of the wafer W
The transfer arm 50 does not interfere with the gas stagnation convex portion 62 during the loading and unloading of the gas. In addition, this gas retention convex part 6
2 may be set at substantially the same height as the convex support portion 58, and a cutout may be provided only at a portion where the fork-shaped arm comes off.
【0018】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、ロードロック室48の搬
送アーム50を伸長させることによってこれに保持した
未処理の半導体ウエハWを、開放されたゲートバルブ4
6を介して処理容器4内に搬入し、アーム50を微小距
離だけ降下させてウエハWを処理容器4内の被処理体ホ
ルダ14に受け渡す。ここで、ホルダ14は、プロセス
温度或いはそれ以下の温度に予め加熱されている。そし
て、アーム50を縮退させてゲートバルブ46を閉じ、
処理容器4内を密閉状態とする。Next, the operation of the embodiment constructed as described above will be described. First, by extending the transfer arm 50 of the load lock chamber 48, the unprocessed semiconductor wafer W held by the transfer arm 50 is released from the opened gate valve 4.
Then, the wafer W is carried into the processing container 4 through 6, the arm 50 is lowered by a small distance, and the wafer W is transferred to the workpiece holder 14 in the processing container 4. Here, the holder 14 is previously heated to a process temperature or a temperature lower than the process temperature. Then, the arm 50 is retracted to close the gate valve 46,
The inside of the processing container 4 is closed.
【0019】次に、処理容器4内を所定のプロセス圧力
まで真空引きすると共にこの中に処理ガスをガス供給ヘ
ッド30からシャワー状に供給し、プロセス圧力を維持
する。これと同時に、下側及び上側加熱手段容器6、8
内に収容してある各抵抗加熱ヒータ18、28への供給
電力を増加し、或いは供給電力を増大し、ホルダ14に
載置してあるウエハWを上下の両面から加熱してこれを
プロセス温度に昇温維持し、所定の熱プロセスを行な
う。この場合、上下の抵抗加熱ヒータ28、18は、ウ
エハ面内を均熱加熱するように各ゾーン毎に個別に投入
電力を制御する。渉しないよ 熱処理として、例えばC
VD(Chemical Vapor Deposit
ion)を行なう場合には、処理ガスとして例えばシラ
ンと水素ガスの混合ガスを用い、キャリアガスとしてA
rガスを流し、プロセス圧を0.5Torr程度、プロ
セス温度を1050℃程度に設定する。ここでウエハW
を加熱するために、この上下に抵抗加熱ヒータ28、1
8を配置し、且つ、各ヒータ28、18をそれぞれ石英
製の加熱手段容器8、6で密閉して可能な限りウエハ面
にヒータ28、18を近付けているので、ウエハ汚染を
引き起こすことなくウエハを両面から加熱することがで
きる。従って、ウエハを高速で且つ面内温度の均一性良
く効率的に加熱することが可能となる。Next, the inside of the processing container 4 is evacuated to a predetermined process pressure, and the processing gas is supplied in a shower form from the gas supply head 30 to maintain the process pressure. At the same time, the lower and upper heating means containers 6, 8
The supply power to each of the resistance heaters 18 and 28 housed in the holder 14 is increased, or the supply power is increased, and the wafer W mounted on the holder 14 is heated from both upper and lower surfaces to increase the process temperature. And a predetermined heat process is performed. In this case, the upper and lower resistance heaters 28 and 18 individually control the input power for each zone so as to uniformly heat the wafer surface. As a heat treatment, for example, C
VD (Chemical Vapor Deposit)
ion), a mixed gas of, for example, silane and hydrogen gas is used as a processing gas, and A is used as a carrier gas.
The process gas is set to about 0.5 Torr and the process temperature is set to about 1050 ° C. by flowing r gas. Here, the wafer W
In order to heat the heater, the resistance heaters 28, 1
8 and the heaters 28, 18 are sealed with quartz heating means containers 8, 6, respectively, and the heaters 28, 18 are brought as close as possible to the wafer surface. Can be heated from both sides. Therefore, it is possible to efficiently heat the wafer at high speed and with good in-plane temperature uniformity.
【0020】特に、本実施例では被処理体ホルダ14の
ホルダベース54にガス流通孔60を設けているので、
加熱された内部雰囲気ガスが矢印64に示すように被処
理体ホルダ14の下方より上記ガス流通孔60を通って
上方に流れ、この加熱ガスは半導体ウエハWの裏面と接
触してこれを加熱して横方向に流れて行く。そして、こ
のガスは、ホルダベース54の周縁部に設けたガス滞留
凸部62がその流れが一時的に阻害されてここに滞留し
つつこのガス滞留凸部62の上端とウエハ周縁部との間
隙を通って外方へ流れて行くことになる。このように、
ホルダベース54にガス流通孔60を設けることによっ
て、加熱されたガスを上昇させてウエハ裏面側に流れ込
ませてこれを加熱させるようにしたので、ウエハの加熱
効率を高めてこの面内温度の均一を更に向上させること
が可能となる。また、ホルダベース54の周縁部に設け
たガス滞留凸部62により、加熱されたガスはウエハ裏
面側に一時的に滞留することとなり、その分、ウエハの
加熱効率を高め且つ面内温度の均一性を一層高めること
が可能となる。尚、各下側及び上側加熱手段容器6、8
内の圧力は、処理容器4内の圧力変化に対応させてN2
ガスを給排するなどして追従して変動させており、両容
器内の差圧を、薄板椀部6A、6Bの耐圧以下となるよ
うに常時コントロールしている。In particular, in this embodiment, since the gas flow holes 60 are provided in the holder base 54 of the workpiece holder 14,
The heated internal atmosphere gas flows upward from below the workpiece holder 14 through the gas flow hole 60 as shown by an arrow 64, and the heated gas comes into contact with the back surface of the semiconductor wafer W to heat it. And flows sideways. Then, the gas is temporarily blocked by the gas retaining convex portion 62 provided on the peripheral portion of the holder base 54, and the gas is retained there. Will flow outward through in this way,
By providing the gas flow holes 60 in the holder base 54, the heated gas is raised to flow into the back surface of the wafer and is heated, so that the heating efficiency of the wafer is increased and the in-plane temperature is made uniform. Can be further improved. In addition, the heated gas is temporarily retained on the back surface side of the wafer by the gas retaining convex portion 62 provided on the peripheral portion of the holder base 54, and accordingly, the heating efficiency of the wafer is increased and the in-plane temperature is made uniform. Performance can be further enhanced. The lower and upper heating means containers 6, 8
The pressure in the chamber is set to N 2 according to the pressure change in the processing vessel 4.
The pressure is varied by following the supply and discharge of gas, and the differential pressure in both containers is constantly controlled so as to be equal to or less than the pressure resistance of the thin plate bowls 6A and 6B.
【0021】上記実施例のホルダベース54の凸状支持
部58は、散在させて3点設けているが、これに代え
て、図3に示すようにリング状の凸状支持部68を設け
るようにしてもよい。図3(A)はそのような被処理体
ホルダを示す断面図、図3(B)はその部分断面図であ
る。ここでは図示するように凸状支持部68は、ホルダ
14の周方向に沿ってリング状に上方へ突出されて形成
されており、その側壁に例えば矩形状の複数のガス抜孔
66を設けている。このガス抜孔66は、リング周方向
に沿って所定の間隔で形成されるが、その大きさ、数は
できるだけ流路面積が大きくなる方が好ましい。これに
より、下方からガス流通孔60を介して上昇してきた加
熱されたガスは、矢印68に示すようにウエハ裏面に当
たってこれを加熱した後に、ガス抜孔66を介してその
外側へ流れて行くことになる。この場合には、前述のよ
うにウエハの加熱効率及び面内温度の均一性を高めるこ
とができるのみならず、凸状支持部68がウエハ裏面と
リング状に接してこの荷重を支持できることから、ウエ
ハの接触圧力や撓みを抑制することができ、その分、ス
リップや結晶欠陥の発生を抑制することが可能となる。
このことは、特に、ウエハサイズ及び自重が大きくなる
12インチサイズのウエハに有効に作用する。The convex support portions 58 of the holder base 54 in the above embodiment are provided at three points in a scattered manner. Instead of this, a ring-shaped convex support portion 68 is provided as shown in FIG. It may be. FIG. 3A is a sectional view showing such a workpiece holder, and FIG. 3B is a partial sectional view thereof. Here, as shown in the figure, the convex support portion 68 is formed so as to protrude upward in a ring shape along the circumferential direction of the holder 14, and has, for example, a plurality of rectangular gas vent holes 66 on its side wall. . The gas vent holes 66 are formed at predetermined intervals along the circumferential direction of the ring, and it is preferable that the size and the number of the gas vent holes 66 be as large as possible. As a result, the heated gas that has risen from below through the gas flow holes 60 hits the back surface of the wafer and heats it as shown by the arrow 68, and then flows outward through the gas vent holes 66. Become. In this case, as described above, not only the heating efficiency of the wafer and the uniformity of the in-plane temperature can be improved, but also the convex support portion 68 can support the load by being in contact with the wafer back surface in a ring shape. The contact pressure and bending of the wafer can be suppressed, and the occurrence of slip and crystal defects can be suppressed accordingly.
This is particularly effective for a 12-inch wafer whose wafer size and its own weight increase.
【0022】また、上記実施例では、ホルダベース54
に設けたガス流通孔60は、大口径の流通孔としたが、
これに代えて図4に示すようにホルダベース54を円板
状に形成し、この中心部に多数の小口径の孔を形成する
ことによりガス流通孔70を設けるようにしてもよい。
また、上記実施例では、搬送アーム50で室温のウエハ
Wを処理容器4内へ搬入して被処理体ホルダ14上に載
置する場合、ウエハWを略室温のまま予め高温に加熱さ
れている被処理体ホルダ14上に載置することとしてい
るので、ウエハWが局部的に急激に加熱されることから
これにスリップや結晶欠陥が生ずる恐れがある。そこ
で、これを抑制するために、ウエハ搬入後直ちにこれを
被処理体ホルダ14上に載置するのではなく、図5に示
すように搬送アーム50によりウエハWを処理容器内へ
搬入したならば、しばらくの間、そのままウエハWを浮
かした状態で待機させ、ウエハWを所定の温度まで予備
加熱させる。この待機時間及び予熱温度は、ウエハのプ
ロセス温度にもよるが、例えばプロセス温度が1000
℃程度の場合には、待機時間を1秒〜20秒程度に設定
し、ウエハWを600℃〜700℃程度まで予熱すれば
よい。この場合、待機中のウエハWと被処理体ホルダ1
4の凸状支持部58との間の距離L1は1.0〜10m
m程度の範囲内に設定するのが、予熱効果と予熱時間と
の兼ね合いで好ましい。In the above embodiment, the holder base 54
The gas flow hole 60 provided in the above was a large diameter flow hole,
Instead of this, as shown in FIG. 4, the holder base 54 may be formed in a disk shape, and a number of small-diameter holes may be formed in the center of the holder base 54 to provide the gas flow holes 70.
Further, in the above embodiment, when the wafer W at room temperature is carried into the processing container 4 by the transfer arm 50 and placed on the holder 14 to be processed, the wafer W is previously heated to a high temperature at substantially room temperature. Since the wafer W is placed on the workpiece holder 14, the wafer W may be locally heated rapidly, which may cause slip and crystal defects. Therefore, in order to suppress this, if the wafer W is loaded into the processing container by the transfer arm 50 as shown in FIG. The wafer W is suspended for a while in a state of being floated, and the wafer W is preheated to a predetermined temperature. The standby time and the preheating temperature depend on the process temperature of the wafer.
In the case of about ° C, the standby time may be set to about 1 second to 20 seconds, and the wafer W may be preheated to about 600 ° C to 700 ° C. In this case, the waiting wafer W and the workpiece holder 1
The distance L1 between each of the four convex support portions 58 is 1.0 to 10 m.
It is preferable to set it within the range of about m in consideration of the preheating effect and the preheating time.
【0023】このように、処理容器4内でウエハを浮か
せて待機させることによって予備加熱する方法を採用す
ることにより、ウエハWを被処理体ホルダ14上に載置
した時に熱的ショックを和らげることができ、スリップ
や結晶欠陥の発生を抑制することが可能となる。以上の
各実施例では、ウエハWを直接的に被処理体ホルダ14
上に載置することとしているので、前述のように予備加
熱した場合でも、例えば両者の温度差が大き過ぎる場合
にはウエハにスリップや結晶欠陥が発生する恐れが依然
として存在するが、この恐れを略完全になくすために、
ウエハと共に搬入・搬出される補助支持台を設けるよう
にしてもよい。図6はこのような補助支持台を設けた熱
処理装置を示す構成図、図7は補助支持台を示す斜視図
である。As described above, by adopting the method of preheating by floating the wafer in the processing container 4 and making it stand by, the thermal shock can be reduced when the wafer W is placed on the holder 14 to be processed. And the occurrence of slip and crystal defects can be suppressed. In each of the above embodiments, the wafer W is directly transferred to the workpiece holder 14.
Even if preheating is performed as described above, for example, if the temperature difference between the two is too large, there is still a risk that a slip or a crystal defect may occur on the wafer, but this risk is reduced. To eliminate almost completely,
An auxiliary support that is carried in and out together with the wafer may be provided. FIG. 6 is a configuration diagram showing a heat treatment apparatus provided with such an auxiliary support, and FIG. 7 is a perspective view showing the auxiliary support.
【0024】この図6に示す熱処理装置は、図1に示す
熱処理装置2に対して被処理体ホルダの構造が異なる点
及び補助支持台を設けた点を除き、全く同様に構成され
ているので、同一部分には同一符号を付してその説明を
省略する。すなわち、図1に示す場合には、支持軸16
の上端の3つの脚部56に被処理体ホルダ14を設ける
ことにより、全体を構成しているが、ここでは支持軸1
6とこの上端に設けた3つの脚部56により被処理体ホ
ルダ72を構成する。そして、図1に示す被処理体ホル
ダ14を脚部56から分離して、ここではこれを補助支
持台74として構成する。従って、この補助支持台74
は、図1に示す被処理体ホルダ14と全く同様に構成さ
れているが、ここではウエハWを上部に載置した状態で
処理容器4に対して一緒に搬入・搬出され、上記被処理
体ホルダ14上に補助支持台74が載置可能に設けられ
る。図1においてはこの補助支持台74がロードロック
室48側に搬出されている状態を示している。The heat treatment apparatus shown in FIG. 6 is exactly the same as the heat treatment apparatus 2 shown in FIG. 1 except that the structure of the object holder is different and an auxiliary support is provided. The same reference numerals are given to the same parts, and the description thereof will be omitted. That is, in the case shown in FIG.
The whole is constituted by providing the object holder 14 on the three legs 56 at the upper end of the support shaft 1.
6 and three legs 56 provided at the upper end thereof constitute a workpiece holder 72. Then, the object holder 14 shown in FIG. 1 is separated from the leg 56, and is configured as an auxiliary support 74 here. Therefore, this auxiliary support 74
Is configured in exactly the same way as the object holder 14 shown in FIG. 1, but here, the wafer W is loaded and unloaded into and out of the processing container 4 with the wafer W mounted thereon. An auxiliary support 74 is provided on the holder 14 so as to be placed thereon. FIG. 1 shows a state in which the auxiliary support 74 is carried out to the load lock chamber 48 side.
【0025】図7に示す補助支持台7は、例えば耐熱性
の石英よりなり、リング状の支持台ベース76を有して
おり、その中心部がガスを上下方向へ流すためのガス流
通孔78として構成されている。このガス流通孔78に
より、ウエハ裏面側に加熱されたガスが流れ込み易くし
てウエハを効率的に、面内温度の均一性良く加熱し得る
ようになっている。このリング状の支持台ベース76の
上面には、その周方向に略等間隔で配置された3つの凸
状支持部80が例えば10mm程度上方へ突出させて設
けられており、この上端で半導体ウエハWの裏面周縁部
と直接的に接触してこれを支持し得るようになってい
る。尚、この凸状支持部80は3個に限定されず、それ
以上増加させて、例えば6個程度に増加させて1つの支
持部が受ける荷重を減らすと共にウエハ自体の撓み量も
少なくするようにしてもよい。The auxiliary support 7 shown in FIG. 7 is made of, for example, heat-resistant quartz, has a ring-shaped support base 76, and has a gas flow hole 78 at the center thereof for allowing gas to flow vertically. Is configured as The gas circulation holes 78 allow the heated gas to easily flow into the back surface of the wafer, and can efficiently heat the wafer with uniform in-plane temperature. On the upper surface of the ring-shaped support base 76, three convex support portions 80 arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction are provided so as to protrude upward by about 10 mm, for example. W can be brought into direct contact with and supported by the peripheral edge of the rear surface. Note that the number of the convex support portions 80 is not limited to three, but may be increased to more than, for example, about six so as to reduce the load applied to one support portion and reduce the amount of deflection of the wafer itself. You may.
【0026】また、支持台ベース76の周縁部には、そ
の周方向に沿ってリング状のガス滞留凸部82が上方へ
突出させて設けられており、ウエハの裏面側に加熱され
たガスが滞留して効率的にウエハを加熱するようになっ
ている。ここで、ガス滞留凸部82の高さは、上記凸状
支持部80の高さよりも数mm程度低くなされており、
ウエハWを補助支持台74から分離する際に搬送アーム
50がガス滞留凸部82と干渉しないようになってい
る。尚、このガス滞留凸部82を上記凸状支持部80と
略同じ高さに設定して、フォーク状のアームが抜ける部
分だけに切り欠きを設けるなどしてもよい。一方、ロー
ドロック室48内には、上記補助支持台74を載置して
保持するための補助支持台受け84が2個設置されてお
り、これらを交互に使うようになっている。尚、この受
け84の個数はこれに限定されず、1つでも3個以上で
もよく、これらの補助支持台受け84は、搬送アーム5
0と干渉しない位置に設けられるのは勿論である。A ring-shaped gas stagnation projection 82 is provided on the periphery of the support base 76 so as to protrude upward along the circumferential direction thereof, so that the heated gas is supplied to the back surface of the wafer. It stays and efficiently heats the wafer. Here, the height of the gas retaining convex portion 82 is set to be about several mm lower than the height of the convex supporting portion 80,
When the wafer W is separated from the auxiliary support table 74, the transfer arm 50 does not interfere with the gas retaining projection 82. The gas retaining projection 82 may be set at substantially the same height as the convex support section 80, and a cutout may be provided only at the portion where the fork-shaped arm comes off. On the other hand, in the load lock chamber 48, two auxiliary support stand receivers 84 for placing and holding the auxiliary support stand 74 are installed, and these are used alternately. Note that the number of the receivers 84 is not limited to this, and may be one or three or more.
Of course, it is provided at a position that does not interfere with 0.
【0027】次に、このように補助支持台74を用いた
場合の熱処理の流れについて説明すると、ロードロック
室48の補助支持台受け84上に空の補助支持台74を
載置しておき、この上に、例えば図示しないカセット室
から搬送アーム50を用いて取り込んできた未処理のウ
エハWを上記補助支持台74上に移載する。次に、搬送
アーム50を屈伸することによりこれを補助支持台74
の下方に侵入させて補助支持台74ごとウエハWを一緒
に保持し、この状態でウエハWを補助支持台74と一緒
に、開かれたゲートバルブ46を介して処理容器4内に
搬入する。そして、ウエハ付きのこの補助支持台74を
処理容器4内の被処理体ホルダ72上に載置し、ウエハ
Wの移載を完了する。Next, the flow of heat treatment when the auxiliary support 74 is used will be described. An empty auxiliary support 74 is placed on the auxiliary support receiver 84 of the load lock chamber 48, On top of this, for example, an unprocessed wafer W taken in from a cassette chamber (not shown) using the transfer arm 50 is transferred onto the auxiliary support table 74. Next, the transfer arm 50 is bent and stretched so that the transfer
, The wafer W is held together with the auxiliary support table 74, and in this state, the wafer W is carried into the processing container 4 together with the auxiliary support table 74 via the opened gate valve 46. Then, the auxiliary support table 74 with the wafer is placed on the object holder 72 in the processing container 4 to complete the transfer of the wafer W.
【0028】この後、先に説明したような所定の熱処理
を行ない、これが完了したならば、前述したと逆の操作
を行なって、ウエハWを搬出する。すなわち、搬送アー
ム50を補助支持台74の下方に挿入してこれをウエハ
ごと持ち上げ、そして、搬送アーム50を縮退させるこ
とによってウエハ付きの補助支持台74をロードロック
室48内に取り込み、これを補助支持台受け84上に載
置する。この状態でウエハWを所定の時間放置すること
により、これをある程度冷却する。この冷却の間は、他
方の補助支持台74を用いて未処理のウエハWを前述し
たと同様に処理容器4内へ搬入して熱処理を行なえばよ
い。このようにして、所定の温度までの冷却が完了した
ならば、搬送アーム50を屈伸操作して補助支持台74
を補助支持台受け84上に残して冷却済みのウエハWの
みを保持し、これを図示しないカセット室等に向けて搬
出すればよい。Thereafter, the predetermined heat treatment as described above is performed, and when this is completed, the wafer W is carried out by performing the reverse operation as described above. That is, the transfer arm 50 is inserted below the auxiliary support table 74 and lifted together with the wafer, and the transfer arm 50 is retracted to take the auxiliary support table 74 with the wafer into the load lock chamber 48, and this is loaded. It is placed on the auxiliary support stand receiver 84. By leaving the wafer W in this state for a predetermined time, it is cooled to some extent. During this cooling, the unprocessed wafer W may be loaded into the processing container 4 and heat-treated by using the other auxiliary support 74 in the same manner as described above. When the cooling to the predetermined temperature is completed in this way, the transfer arm 50 is bent and extended to operate the auxiliary support 74.
May be left on the auxiliary support receiver 84 to hold only the cooled wafer W and carry it out to a cassette chamber or the like (not shown).
【0029】このように補助支持台74を用いることに
より、室温の搬送アーム50と処理済み直後の高温状態
のウエハWが直接接触することがなくなり、ウエハWが
局部的に急激に冷却されることがなくなるのでこれにス
リップや結晶欠陥が生ずることを略確実に防止すること
が可能となる。また、この補助支持台74は、図1に示
した支持体ホルダと同様に形成されているので、加熱さ
れたガスがウエハ裏面に流れ込むことになり、前述した
と同様に加熱効率やウエハの面内温度の均一性の向上に
も寄与することができる。ここでは、支持体ホルダ72
や補助支持台74の形状は単に一例を示したに過ぎず、
これに限定されないのは勿論である。例えば、図1に示
した支持体ホルダ上に、上記補助支持台74を重ねて、
いわゆる2段重ねにして熱処理を行なうようにしてもよ
い。また、上記実施例の支持台ベース76の凸状支持部
80は、散在させて3点設けているが、これに代えて、
図8に示すようにリング状の凸状支持部86を設けるよ
うにしてもよい。図8(A)はそのような補助支持台を
示す断面図、図8(B)はその部分断面図である。By using the auxiliary support 74 in this way, the transfer arm 50 at room temperature does not come into direct contact with the wafer W in the high temperature state immediately after the processing, and the wafer W is rapidly cooled locally. Therefore, it is possible to almost certainly prevent the occurrence of slip and crystal defects. Further, since the auxiliary support 74 is formed in the same manner as the support holder shown in FIG. 1, the heated gas flows into the back surface of the wafer. It can also contribute to improving the uniformity of the internal temperature. Here, the support holder 72
And the shape of the auxiliary support 74 is merely an example,
Of course, it is not limited to this. For example, the auxiliary support base 74 is placed on the support holder shown in FIG.
The heat treatment may be performed in a so-called two-stage stack. In addition, the convex support portions 80 of the support base 76 in the above embodiment are scattered and provided at three points.
As shown in FIG. 8, a ring-shaped convex support portion 86 may be provided. FIG. 8A is a sectional view showing such an auxiliary support, and FIG. 8B is a partial sectional view thereof.
【0030】ここでは図示するように凸状支持部86
は、補助支持台74の周方向に沿ってリング状に上方へ
突出されて形成されており、その側壁に例えば矩形状の
複数のガス抜孔88を設けている。このガス抜孔88
は、リング周方向に沿って所定の間隔で形成されるが、
その大きさ、数はできるだけ流路面積が大きくなる方が
好ましい。これにより、下方からガス流通孔78を介し
て上昇してきた加熱されたガスは、矢印90に示すよう
にウエハ裏面に当たってこれを加熱した後に、ガス抜孔
88を介してその外側へ流れて行くことになる。この場
合には、前述のようにウエハの加熱効率及び面内温度の
均一性を高めることができるのみならず、凸状支持部8
6がウエハ裏面とリング状に接してこの荷重を支持でき
ることから、ウエハの接触圧力や撓みを抑制することが
できることから、その分、スリップや結晶欠陥の発生を
抑制することが可能となる。このことは、特に、ウエハ
サイズ及び自重が大きくなる12インチサイズのウエハ
に有効に作用する。また、上記実施例では、支持台ベー
ス76に設けたガス流通孔78は、大口径の流通孔とし
たが、これに代えて図9に示すように支持台ベース76
を円板状に形成し、この中心部に多数の小口径の孔を形
成することによりガス流通孔92を設けるようにしても
よい。Here, as shown in FIG.
Is formed to protrude upward in a ring shape along the circumferential direction of the auxiliary support table 74, and has a plurality of rectangular gas vent holes 88 formed in a side wall thereof. This gas vent hole 88
Are formed at predetermined intervals along the ring circumferential direction,
Regarding the size and number, it is preferable that the channel area be as large as possible. As a result, the heated gas that has risen from below through the gas flow holes 78 hits the back surface of the wafer as shown by the arrow 90 and heats it, and then flows outward through the gas vent holes 88. Become. In this case, as described above, not only the heating efficiency of the wafer and the uniformity of the in-plane temperature can be improved, but also the convex support portion 8 can be improved.
Since the load 6 can support the load by being in contact with the back surface of the wafer in a ring shape, the contact pressure and the bending of the wafer can be suppressed, and accordingly, the occurrence of slip and crystal defects can be suppressed accordingly. This is particularly effective for a 12-inch wafer whose wafer size and its own weight increase. Further, in the above embodiment, the gas flow holes 78 provided in the support base 76 are large-diameter flow holes, but instead of this, as shown in FIG.
May be formed in a disk shape, and a number of small-diameter holes may be formed in the center portion to provide the gas flow holes 92.
【0031】更に、以上説明した各実施例は、ロードロ
ック室48と処理容器4とを、ゲートバルブを介して直
接連結した場合を例にとって説明したが、これに限定さ
れず、図10に示すように処理容器4とロードロック室
48との間にゲートバルブ46、94で開閉可能に仕切
られた予備加熱室96を設けるようにしてもよい。この
予備加熱室96内には、ヒータ98を内蔵した加熱台1
00が設けられており、ウエハWを単独で、或いは補助
支持台74上に載置されたウエハWを補助支持台74ご
と予備加熱するようになっている。これによれば、ウエ
ハに対する熱的衝撃をより少なくしてスリップや結晶欠
陥が発生することを更に減少できるのみならず、予備加
熱した分だけ、熱処理のスループットを向上させること
も可能となる。尚、ここで用いられる搬送アーム50の
ストロークは、予備加熱室96の長さ分だけ長く設定さ
れているのは勿論である。尚、上記実施例では熱処理と
してCVDによる成膜処理を行なう場合を例にとって説
明したが、これに限定されず、酸化、拡散、アッシング
処理等の他の熱処理にも適用し得るのは勿論である。ま
た、被処理体として半導体ウエハに限定されず、ガラス
基板、LCD等にも適用し得る。Further, in each of the embodiments described above, the case where the load lock chamber 48 and the processing vessel 4 are directly connected via the gate valve has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is shown in FIG. As described above, a pre-heating chamber 96 which can be opened and closed by the gate valves 46 and 94 may be provided between the processing container 4 and the load lock chamber 48. In the preheating chamber 96, a heating table 1 with a built-in heater 98 is provided.
00 is provided so that the wafer W alone or the wafer W placed on the auxiliary support 74 is preheated together with the auxiliary support 74. According to this, not only the occurrence of slip and crystal defects can be further reduced by reducing the thermal shock to the wafer, but also the throughput of the heat treatment can be improved by the amount of preheating. The stroke of the transfer arm 50 used here is naturally set to be longer by the length of the preheating chamber 96. In the above embodiment, the case of performing the film forming process by the CVD as the heat treatment has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to other heat treatments such as oxidation, diffusion, and ashing. . The object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, but may be applied to a glass substrate, an LCD, or the like.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の枚葉式の
熱処理装置及び熱処理方法によれば、次のように優れた
作用効果を発揮することができる。請求項1に規定する
発明によれば、ホルダベースのガス流通孔を介して加熱
されているガスが被処理体の裏面側に流れ込むので、熱
効率を高めて且つ被処理体の面内温度の均一性を向上さ
せることができる。また、凸状支持部をリング状に成形
してこれにガス抜孔を設けることにより、被処理体の裏
面側への加熱ガスの回り込みを促進させつつ被処理体の
撓みも少なくでき、上記作用効果に加えてスリップや結
晶欠陥の発生も抑制でき、特に被処理体のサイズや自重
が大きくなった場合に有効である。As described above, according to the single-wafer heat treatment apparatus and the heat treatment method of the present invention, the following excellent effects can be obtained. According to the invention defined in claim 1, the gas heated through the gas flow holes of the holder base flows into the back surface side of the processing target, so that the thermal efficiency is increased and the in-plane temperature of the processing target is uniform. Performance can be improved. In addition, by forming the convex support portion into a ring shape and providing a gas vent hole in the ring, it is possible to reduce the deflection of the processing object while promoting the flow of the heating gas to the back surface side of the processing object. In addition, the generation of slips and crystal defects can be suppressed, and this is particularly effective when the size and the weight of the object to be processed are increased.
【0033】ホルダベースの周縁部にガス滞留凸部を設
けることにより、被処理体の裏面側に加熱ガスが滞留す
ることとなり、その分、加熱効率や面内温度の均一性を
向上させることができる。被処理体と一緒に搬入・搬出
される補助支持台を設けることにより、室温の搬送アー
ムと高温状態の被処理体が直接接触することがなくな
り、従って、被処理体が局部的に急激に冷却されること
がなくなるので、スリップや結晶欠陥が発生することを
抑制することができる。また、この補助支持台を前述し
た被処理体ホルダと同様な構成とすることにより、被処
理体の裏面側に加熱されたガスが十分に回り込み、ま
た、ここに滞留することになるので、被処理体の加熱効
率や面内温度の均一性も併せて向上させることができ
る。By providing the gas retaining projection on the peripheral portion of the holder base, the heating gas is retained on the back surface side of the object to be processed, thereby improving the heating efficiency and the uniformity of the in-plane temperature. it can. By providing an auxiliary support that is loaded and unloaded with the workpiece, the transfer arm at room temperature and the workpiece in the high-temperature state do not come into direct contact with each other, and therefore the workpiece rapidly cools locally. The occurrence of slip and crystal defects can be suppressed. In addition, by making the auxiliary support base have the same configuration as that of the above-described object holder, the heated gas sufficiently flows to the back surface side of the object to be processed and stays there. The heating efficiency and the uniformity of the in-plane temperature of the treated body can be improved at the same time.
【0034】本発明方法によれば、被処理体を処理容器
内に搬入した際に、これを所定の時間浮かせて予備加熱
するようにしたので、室温状態の被処理体が高温状態の
被処理体ホルダに直接接触することがなくなって、局部
的に急激に冷却されることがなくなるので、スリップや
結晶欠陥が生ずることを抑制することができる。According to the method of the present invention, when the object to be processed is carried into the processing vessel, it is floated for a predetermined time and preheated, so that the object to be processed at room temperature can be heated at a high temperature. No direct contact with the body holder occurs, and no rapid local cooling occurs, so that the occurrence of slips and crystal defects can be suppressed.
【図1】本発明に係る枚葉式の熱処理装置を示す構成図
である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a single wafer type heat treatment apparatus according to the present invention.
【図2】被処理体ホルダを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a workpiece holder.
【図3】被処理体ホルダの変形例を示す図である。FIG. 3 is a view showing a modification of the object holder.
【図4】被処理体ホルダの他の変形例を示す図である。FIG. 4 is a view showing another modification of the object holder.
【図5】本発明方法を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the method of the present invention.
【図6】補助支持台を用いた本発明の熱処理装置を示す
構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a heat treatment apparatus of the present invention using an auxiliary support.
【図7】補助支持台を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an auxiliary support.
【図8】補助支持台の変形例を示す図である。FIG. 8 is a view showing a modification of the auxiliary support base.
【図9】補助支持台の他の変形例を示す図である。FIG. 9 is a view showing another modification of the auxiliary support base.
【図10】処理容器とロードロック室との間に予備加熱
室を設けた時の状態を示す概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a state when a preheating chamber is provided between a processing container and a load lock chamber.
2 熱処理装置 4 処理容器 14 被処理体ホルダ 16 支持軸 54 ホルダベース 56 脚部 58 凸状支持部 60 ガス流通孔 62 ガス滞留凸部 66 ガス抜孔 68 凸状支持部 70 ガス流通孔 72 支持体ホルダ 74 補助支持台 76 支持台ベース 78 ガス流通孔 80 凸状支持部 82 ガス滞留凸部 84 補助支持台受け 86 凸状支持部 88 ガス抜孔 92 ガス流通孔 W 半導体ウエハ(被処理体) 2 Heat Treatment Apparatus 4 Processing Container 14 Workpiece Holder 16 Support Shaft 54 Holder Base 56 Leg 58 Convex Support 60 Gas Flow Hole 62 Gas Retention Protrusion 66 Gas Outlet 68 Protrusion Support 70 Gas Flow Hole 72 Support Holder 74 Auxiliary support base 76 Support base 78 Gas flow hole 80 Convex support part 82 Gas retention convex part 84 Auxiliary support stand receiver 86 Convex support part 88 Gas vent hole 92 Gas flow hole W Semiconductor wafer (workpiece)
Claims (8)
た被処理体に対して所定の熱処理を施す枚葉式の熱処理
装置において、前記被処理体ホルダは、ホルダベース
と、これより上方へ突出されて前記被処理体の裏面周縁
部を支持する凸状支持部と、前記ホルダベースに設けら
れて上下方向へガスを流通させるガス流通孔とよりなる
ことを特徴とする枚葉式の熱処理装置。1. A single-wafer heat treatment apparatus for performing a predetermined heat treatment on an object held by an object holder in an object processing vessel, wherein the object holder includes a holder base and an upper part thereof. A convex supporting portion that is projected to the back surface peripheral portion of the object to be processed, and a gas flow hole that is provided in the holder base and allows gas to flow vertically. Heat treatment equipment.
ると共にガス抜孔が設けられることを特徴とする請求項
1記載の枚葉式の熱処理装置。2. The single-wafer heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the convex support portion is formed in a ring shape and is provided with a gas vent hole.
処理体の裏面側にガスを滞留させるためのガス滞留凸部
が形成されることを特徴とする請求項1または2記載の
枚葉式の熱処理装置。3. The single wafer according to claim 1, wherein a gas retaining projection for retaining gas on the back surface side of the workpiece is formed at a peripheral edge of the holder base. Type heat treatment equipment.
た被処理体に対して所定の熱処理を施す枚葉式の熱処理
装置において、前記被処理体ホルダ上に、前記被処理体
を直接的に載置する補助支持台を載置可能に設け、前記
被処理体を前記補助支持台と共に搬入・搬出させるよう
に構成したことを特徴とする枚葉式の熱処理装置。4. A single-wafer heat treatment apparatus for performing a predetermined heat treatment on a processing object held by a processing object holder in a processing container, wherein the processing object is directly placed on the processing object holder. A single-wafer type heat treatment apparatus, wherein an auxiliary support for temporarily mounting is provided so as to be mountable, and the object to be processed is carried in and out together with the auxiliary support.
れより上方へ突出されて前記被処理体の裏面周縁部を支
持する凸状支持部と、前記支持台ベースに設けられて上
下方向へガスを流通させるガス流通孔とよりなることを
特徴とする請求項4記載の枚葉式の熱処理装置。5. The auxiliary support base is provided on the support base, a convex support protruding upward from the support base to support a peripheral edge of the back surface of the object, and provided on the support base. The single-wafer heat treatment apparatus according to claim 4, further comprising a gas flow hole through which gas flows.
ると共にガス抜孔が設けられることを特徴とする請求項
5記載の枚葉式の熱処理装置。6. The single-wafer heat treatment apparatus according to claim 5, wherein said convex support portion is formed in a ring shape and is provided with a gas vent hole.
処理体の裏面側にガスを滞留させるためのガス滞留凸部
が形成されることを特徴とする請求項5または6記載の
枚葉式の熱処理装置。7. The sheet according to claim 5, wherein a gas retaining projection for retaining gas on the back surface side of the object is formed at a peripheral portion of the support base. Leaf type heat treatment equipment.
た被処理体に対して所定の熱処理を施す枚葉式の熱処理
方法において、前記処理容器内へ前記被処理体を搬入し
た状態で所定の時間待機させて前記被処理体を予備加熱
し、その後、前記被処理体を前記被処理体ホルダ上に載
置して保持させるようにしたことを特徴とする枚葉式の
熱処理方法。8. A single-wafer heat treatment method for performing a predetermined heat treatment on an object held by an object holder in a processing container, wherein the object is loaded into the processing container. A single-wafer heat treatment method, wherein the object to be processed is preheated after waiting for a predetermined time, and then the object to be processed is placed and held on the object holder.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26777596A JPH1092754A (en) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | Method and device for single wafer heat treatment |
KR10-1998-0706622A KR100443415B1 (en) | 1996-02-23 | 1997-02-21 | Heat treatment device |
PCT/JP1997/000477 WO1997031389A1 (en) | 1996-02-23 | 1997-02-21 | Heat treatment device |
US09/125,336 US6111225A (en) | 1996-02-23 | 1997-02-21 | Wafer processing apparatus with a processing vessel, upper and lower separately sealed heating vessels, and means for maintaining the vessels at predetermined pressures |
TW086102158A TW334596B (en) | 1996-02-23 | 1997-02-22 | Heat treatment apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26777596A JPH1092754A (en) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | Method and device for single wafer heat treatment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1092754A true JPH1092754A (en) | 1998-04-10 |
Family
ID=17449416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26777596A Pending JPH1092754A (en) | 1996-02-23 | 1996-09-18 | Method and device for single wafer heat treatment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1092754A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001068423A (en) * | 1999-07-15 | 2001-03-16 | Moohan Co Ltd | Semiconductor thin film vapor deposition device |
JP2004504717A (en) * | 2000-06-29 | 2004-02-12 | モトローラ・インコーポレイテッド | Method of heating a semiconductor wafer in a processing chamber and processing chamber |
KR100793329B1 (en) * | 2000-04-17 | 2008-01-11 | 제임스 제이. 메제이 에스 알. | Methods and apparatus for thermally processing wafers |
JP2012238806A (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Sumco Corp | Susceptor support shaft for epitaxial wafer growth device and epitaxial growth device |
JP2015527747A (en) * | 2012-08-28 | 2015-09-17 | ユ−ジーン テクノロジー カンパニー.リミテッド | Substrate processing equipment |
-
1996
- 1996-09-18 JP JP26777596A patent/JPH1092754A/en active Pending
Cited By (5)
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040406 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040421 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050726 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |