JPH11176822A - 半導体処理装置 - Google Patents

半導体処理装置

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JPH11176822A
JPH11176822A JP9335825A JP33582597A JPH11176822A JP H11176822 A JPH11176822 A JP H11176822A JP 9335825 A JP9335825 A JP 9335825A JP 33582597 A JP33582597 A JP 33582597A JP H11176822 A JPH11176822 A JP H11176822A
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support
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processing apparatus
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Tomoji Watanabe
智司 渡辺
Nobuyuki Mise
信行 三瀬
Toshiyuki Uchino
敏幸 内野
Norio Suzuki
範夫 鈴木
Yoshihiko Sakurai
義彦 桜井
Toshiya Uenishi
俊哉 植西
Hironori Inoue
洋典 井上
Yasuhiro Inokuchi
泰啓 井ノ口
Fumihide Ikeda
文秀 池田
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Hitachi Ltd
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Kokusai Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、ウエハのスリップの発生を低
減するホットウォール型の枚葉式半導体処理装置を提供
する。 【解決手段】ウエハと略同一若しくは大きな開口を有し
た支持体と、支持体上にウエハを載せて反応管内へ挿
入、取り出しを行う搬送治具とを備え、この搬送治具は
ウエハの端に立てたウエハ表面あるいは裏面に対する法
線と、上下の反応管内壁面で囲まれた領域内には入らな
い状態で、支持板を持ち上げて搬送し、直接ウエハに接
触しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造プロセス
において、ウエハを酸化、アニールする拡散装置、ウエ
ハ表面に金属膜、金属シリサイド膜、酸化膜、窒化膜、
ポリシリコン膜、高誘電体膜あるいはエピタキシャルシ
リコン膜などを形成する熱ＣＶＤによる半導体処理装置
に関わり、特にホットウォール型の枚葉式酸化装置、枚
葉式ＣＶＤ装置において、ウエハに熱応力に起因するス
リップを発生させない方法と、これを実現する装置の構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、酸化、アニール、熱ＣＶＤ装置な
どの半導体熱処理プロセスでは、バッチ式装置（縦型拡
散装置、縦型ＣＶＤ装置）が主として使用されている。
しかし、半導体素子の高集積化に対応して、数ｎｍ程度
の非常に薄い酸化膜や浅い拡散層の形成の技術や、自然
酸化膜の防止技術が必須になってきている。
【０００３】これらの要求に対応するためには数分以下
の短時間処理に適した枚葉式装置が有利である。さら
に、この枚葉式装置は、クラスタユニット化やウエハの
大口径化への対応も容易である利点もある。一方では、
バッチ式装置と枚葉式の他の装置（エッチング装置やス
パッタ装置など）とが混在したラインは、デバイスを短
時間で製作するという観点から問題があることが分かっ
てきた。このため、枚葉式の熱処理装置が不可欠になっ
てきている。
【０００４】上記の枚葉式熱処理装置では、スループッ
ト向上のためウエハの急速加熱が不可欠である。しかし
その際に、ウエハ面内の温度分布よって生ずる熱応力が
原因でスリップが発生するという問題があった。この問
題に対して、主としてハロゲンランプやアークランプを
用いて、数十秒でウエハを１０００℃以上に加熱するラ
ンプアニール装置を対象として、スリップを低減する種
々の方法が検討されている。それらの例を以下に示す。
【０００５】特開平６−１６３４４４号公報（従来技術
１）には、ウエハを、ウエハのオリエンテーションフラ
ットがガードリングの開口と対向するように配置して、
ランプで加熱する技術、および、ガードリングの開口に
対向するように配置して、ランプで加熱する技術、およ
び、ガードリングの開口を迂回するようにしてガードリ
ングの両端部間に橋絡させた補助リングを備える技術が
開示されている。さらに、ウエハとガードリングとをピ
ンホルダーによりほぼ同一平面となるように保持してい
る。
【０００６】以上は、ランプアニール装置においてウエ
ハにスリップが発生しないようにするための公知技術で
ある。これらの公知技術が対象としているランプアニー
ル装置は、ウエハを短時間で加熱できるという利点があ
るがある。一方でこれらには、バッチ式熱処理装置に比
較してウエハの温度均一性が悪い、消費電力が大きい、
ランプの寿命が短い等の問題点があった。
【０００７】この点を改良した枚葉式熱処理装置とし
て、本発明者らが特開平２−６９９３２号公報（従来技
術２）に開示した半導体ウエハの熱処理装置がある。こ
れは、ウエハの支持と搬送機能を合わせ持った搬送治具
の上に、複数枚のウエハをほぼ垂直に保持した状態で、
下方に挿入・取り出し口を有する反応炉内に高速で挿入
して、酸化あるいはアニールする縦型の枚葉式熱処理装
置である。前述のランプアニール装置がウエハを反応室
内に入れた後に、初めてランプに通電して加熱を開始す
るのに対して、この装置は常にヒータに通電して反応室
を高温状態に保ち（ホットウォール型）、この中にウエ
ハを高速に挿入して処理する方式を採用している。この
ため、ウエハ温度の均一性が良く、消費電力が小さく、
ヒータの寿命も長いという効果がある。しかしながら、
このホットウォール型の枚葉式熱処理装置においてもラ
ンプアニール装置と同じように、ウエハ面内の温度分布
による熱応力が原因でスリップが発生するという問題が
あった。すなわち、この装置では、複数枚のウエハを同
時に処理する方式であるため、ウエハ中心はヒータに面
した片面のみから加熱されるのに対して、ウエハ外周は
ウエハの隙間から入り込む放射によっても加熱されるの
で、ウエハ外周の温度は内側に比べて上昇が速くなる。
この従来技術では、搬送治具の上に支持された複数枚の
ウエハの間、もしくはウエハの外側にリングを設けるこ
とによって、ウエハ外周の温度上昇を相対的に遅くする
技術が開示されている。
【０００８】上記縦型の枚葉式熱処理装置の利点を生か
し、さらにクラスタユニットへの搭載を容易にするＣＶ
Ｄ装置として、複数枚のウエハを水平に保持して処理す
る方式とした枚葉式ＣＶＤ装置が知られている。特開平
７−９４４１９号公報（従来技術３）では、この枚葉式
ＣＶＤ装置の技術が開示されている。この枚葉式ＣＶＤ
装置の反応炉の構造を図９乃至図１１を用いて説明す
る。図９は、従来の枚葉式ＣＶＤ装置の反応炉を上から
みた横断面図である。図１０は、従来の枚葉式ＣＶＤ装
置の反応炉を側面からみた縦断面図である。図１１は、
従来の枚葉式ＣＶＤ装置の反応炉のウエハの支持方法を
示す側面から見た縦断面図である。複数ゾーンに分割さ
れた平板ヒータ１を上下に配置した中に反応管２を備
え、２枚のウエハ３を水平状態で挿入して加熱し、ガス
供給口４からガスを供給しながら、ガス供給口４と反対
側の排気口５から排気して（図の白あるいは黒矢印のよ
うに、ガスはウエハ３に平行に流れる。）、ウエハ３上
に膜を形成する装置である。反応管２の内部には台２０
を設置し、この上にウエハ３を支える支持板８ａ、８ｂ
が設けられている。支持板８ａ、８ｂは反応管２内のほ
ぼ中央に置かれる。台２０には支持板保持ピン２２が支
持板８ａ、８ｂの四隅の位置に設けられている。支持板
保持ピン２２は２段階に太さが変わる形状で、一番下が
最も太く、一番上が最も細くなっている。下段支持板８
ｂ は支持板保持ピンの下側の段差に、上段支持板 ８
ａが上側の段差に引っ掛かって止るようになっている。
支持板８ａ、８ｂの中心にはウエハ８とほぼ同形状、同
寸法の開口８４を設け、この開口８４に沿って設けられ
た支持ピン８２ａ、８ｂ の上にウエハ３を保持する。
ウエハ３は一方のゲートバルブ１０ａを通して、搬送治
具１１に載せられて２枚同時に反応管２の内部に挿入さ
れ、所定の位置で搬送治具１１が下降して支持板８ａ、
８ｂに移し換えられる。このため，支持板８ａ、８ｂは
搬送治具１１が上下に動く位置にスリット８１が設けら
れている。この枚葉式ＣＶＤ装置と同様の形状を持つ枚
葉式酸化装置では、図１２に示すように矩形の支持板を
用いないで、反応管２内に設置した台２０に直接ウエハ
を載せて処理するようにしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したスリップの発
生による影響は、９００℃以下の比較的低温で処理する
ことが多い熱ＣＶＤプロセスでは問題になるほど大きく
なかったが、処理温度が９００℃以上となる酸化、アニ
ール、エピなどのプロセスでは顕著になってきている。
【００１０】以下、この点について図１３及び図１４を
用いてさらに詳細に説明する。図１３は、従来技術によ
る水平支持枚葉式ＣＶＤ装置におけるウエハ挿入時のウ
エハ中心と周辺の温度上昇の違いを示す数値グラフであ
る。図１４は、高温に加熱されたウエハを取り出すた
め、搬送治具を反応炉内に入れた時のウエハ面内の温度
分布を示す数値グラフである。この図に示すように、ウ
エハ面内に生ずる温度分布は、反応管内への挿入と取り
出しの時に大きくなるが、その主原因はウエハ挿入時と
取り出し時で異なっている。図１３に挿入時のウエハ中
心と周辺の温度上昇の違いを示す。横軸に経過時間を、
縦軸に温度あるいは温度差をとって示したものである。
挿入後の加熱過程では、ウエハの中心に比べて周辺の方
が温度上昇が速い。これは、（１）ウエハを２枚同時に
処理するため、中心は片面から加熱されるのに対して周
辺は２枚のウエハのすき間から放射が入り込み両面から
加熱される、（２）ヒータの中心部は挿入されたウエハ
によって冷却される効果が周辺に比べて顕著であるた
め、温度低下幅が大きい、という２点が原因である。一
方、図１４においては、横軸はウエハを搬送する方向に
直角な方向の位置で（ウエハの中心を０）、縦軸はウエ
ハの温度としたグラフである。０〜５ｓｅｃまでは、ウ
エハと搬送治具が炉内にあり、これ以降は炉外に取り出
す条件での計算結果である。図１４に示すように取り出
した時には、（通常、処理中は反応炉の外側で室温の状
態で待機している）低温の搬送治具が高温のウエハに接
近、あるいは部分的に接触し、ウエハが局所的に冷却さ
れて大きな温度分布が生ずる。以上に説明したように、
従来技術による枚葉式熱処理装置においては挿入時と取
り出し時に、ウエハ面内に数十℃の温度差が生じて非常
にスリップが発生しやすいことがわかる。
【００１１】したがって、スリップ発生という問題を解
決し、ホットウオール型の枚葉式処理装置でスリップを
低減する有効な方法を得るには、（１）挿入時にウエハ
周辺の温度上昇が中心に比べて速くなるのを防ぐこと、
（２）同じく挿入時にウエハ支持点での局所的な温度分
布を小さくすること、と同時に、（３）取り出し時に搬
送治具に接触あるいは接近によってウエハの温度が局所
的に低下するのを防ぐこと、（４）取り出し時に挿入と
は逆にウエハ周辺の温度加工が中心に比べて速くなる事
から生じる面内温度差を防ぐことの４つの課題を解決す
ることが重要である。
【００１２】従来技術３では、以上のような原因で発生
するスリップの低減について考慮していなかった。ま
た、上記の他の従来技術に示したスリップ低減法だは、
それらを枚葉式熱処理装置に適用するには以下のような
問題があった。
【００１３】まず、来技術２に開示された２枚のウエハ
を垂直に保持して処理する装置では、搬送治具がウエハ
の支持機構を兼ねているため、ウエハの処理中に搬送治
具を処理室外に取り出すことができず、反応炉に蓋をで
きない構造である。さらに、スリップ防止の目的で使用
するリングも搬送治具と一体に形成するか、常に一体に
組み付けた状態で使用するものであり、この方法は、ロ
ードロック室と反応炉間をゲートバルブ等で仕切る必要
があるクラスユニットには適用できないという点につい
ては考慮されていなかった。
【００１４】また、並びに従来技術１に開示された技術
は、ランプアニール装置を前提にしており、リングが反
応室の中に常設される構造である。したがって、ウエハ
の挿入、取り出し時に搬送治具の接近、接触による温度
の不均一に起因したスリップの発生について、つまり、
上記の課題（３）については、何等考慮されていなかっ
た。
【００１５】本発明の目的は、上記課題を解決すること
にあり、ウエハを略水平に保持して処理する枚葉式熱処
理装半導体処理装置において、ウエハのスリップの発生
を防止できる、或いは発生を低減できる半導体処理装置
を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体処理装置は、ウエハを加熱する加熱
手段と、この加熱手段により内部で前記ウエハを処理す
る反応炉と、この反応炉内にウエハを概略水平に挿入し
取り出すウエハ移送手段とを備えた半導体処理装置にお
いて、前記ウエハ移送手段は、中央に前記ウエハと略同
一若くは大きな開口とこの開口の内側に沿って設けられ
たウエハを支持する部分とを有する支持体と、前記支持
体とこの支持体に搭載された前記ウエハを搬送する搬送
治具とを備えるものである。
【００１７】さらには、前記搬送治具は前記ウエハと略
同一若くは大きな開口を、更にこの開口がウエハと略相
似形状であるものである。
【００１８】または、前記搬送治具が前記反応炉内で前
記支持体及びウエハを載置する時あるいは持ち上げる時
において、ウエハの端部を通るウエハ表面の法線と反応
管の内壁面で構成される仮想敵な円柱領域内に搬送治具
が入らずに搬送するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を用い
て説明する。本発明の第１の実施の形態を図１乃至図２
を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の
特徴を最も良く示す図で、本発明の第１の実施形態に係
る半導体処理装置の、反応炉内にウエハを挿入、あるい
は取り出す途中の状態を示す透過斜視図である。この図
では、ウエハ３を反応管２に挿入する、あるいは取り出
す途中の過程を示している。図中には説明に必要な構成
要素のみを示し、ヒータ、ガス供給口、排気口などは省
略した。
【００２０】さらに、図２は、図１に示す半導体処理装
置の支持体と搬送治具の形状を示す斜視図であり、支持
体３０と搬送治具１１の拡大した図である。ここで、図
９乃至図１２を用いて説明した従来技術による枚葉式Ｃ
ＶＤ装置の構成要素である支持体８とは本発明の支持板
３０は機能が違うので、これを考慮して異なる番号をつ
けて示した。
【００２１】最初に、支持体３０、搬送治具１１の形状
について説明する。支持体３０は、中心にウエハ３より
大きい開口３４を有するリング状の形状をしており、開
口３４の内側に向かって延びる少なくとも３個のウエハ
支持部３２を有している。ウエハ３は図示しない移載機
構を用いて、このウエハ支持部３２によって保持されよ
うに支持体３０に載せられる。支持体３０は、その側面
に側方に伸延したアーム３１が設けられており、搬送治
具１１によりアーム３１を介して載置されて搬送され
る。搬送治具１１は、２股に分かれた搬送治具先端部１
２と図示しない搬送機構に固定された本体からなってお
り、搬送治具１１の２股に分かれた搬送治具先端部１２
によりアーム３１を下側から支持して、支持体３０とこ
の支持体３０により支持されるウエハを搬送する。この
時、搬送治具１１はウエハ３の端を通るウエハ表面に対
する法線と、反応管２の内壁面で作られる円柱領域内に
いずれの部分も入らないような形状になっている。ま
た、この本実施例の形態では、オリフラのないウエハ３
を示したので、支持体３０の開口３４も円形であるが、
オリフラのあるウエハ３などの円形以外の形状のウエハ
を使用する場合では開口３４もウエハと相似形状である
ことが望ましい。
【００２２】次に、ウエハ３の挿入手順について説明す
る。この実施の形態においては、ウエハ３は支持体３０
に１枚ずつ載せられ、搬送治具１１により支持体３０ご
と支持される。このような状態の、ウエハ３、支持体３
０、搬送治具１１を、上下に所定の間隔を保って２個配
置されて反応管２の外側で待機させる。その後、これら
２つの集合が反応管２内に１００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高
速で挿入される。反応管２内に入った後に入った後に搬
送治具１１が下方に、例えば約数ｍｍ下げられて支持板
３０とウエハ３とが台２０に載せ替えられた後、搬送治
具１１のみが反応管２から取り出される。その後、ウエ
ハ３が上下のヒータ１によって加熱される。
【００２３】次に、加熱されるときにウエハ３に生じる
温度分布に付いて説明する。その際、ウエハ３の中心
は、ヒータ１からの熱放射によって、上段ウエハ３は上
から、下段ウエハ３は下からというように、片側から加
熱される。これに対して、ウエハ３の周辺は、ヒータ１
の熱放射によって上段のウエハ３は上から、下段のウエ
ハ３は下から加熱されるのに加えて、２枚のウエハ３の
すき間から入って来る熱放射でも加熱される。しかし、
支持体３０がウエハ３の周辺におかれているので、支持
体３０を用いない時に比べて、すき間から入って来る熱
放射の量が制限される。また、支持体３０は熱容量がウ
エハ３に比べて大きく温度上昇が遅くなるから、ウエハ
３周辺からは支持体３０に放熱する。この２つの効果に
より、ウエハ３の周辺温度が中心温度とほぼ等しくな
る。なお、このような機構で、挿入時にウエハ温度を均
一にするため、支持体３０の形状、特に熱容量と、放射
率（吸収率）がウエハ温度の均一性に大きく影響する。
したがって、支持体３０の設計に際しては、これらのパ
ラメータを最適化する必要があることは言うまでもな
い。また、ここでは搬送治具１１が２個ある例を示した
が、ウエハ３の間隔が固定で良ければ、搬送治具１１
ａ、ｂの根本の部分は一体になっていて良い。あるい
は、同じ一つの搬送機構に固定され、実質的に一体にな
っているのと等価であって良い。
【００２４】ウエハ３の取り出しは基本的に挿入と反対
の手順で行われる。挿入時と異なるのは、ウエハ３と支
持板３０が高温の状態にある点で、搬送治具１１は挿入
時と同じく低温である。
【００２５】しかしながら、先に説明したように搬送治
具１１は、反応管２内に置かれたウエハ３と直接対面し
ない位置に挿入され、ウエハ３に直接接触しないで支持
体３０のアーム３を保持して搬送する。このため、高温
に加熱されたウエハ３が温度の大きな搬送治具１１によ
り急激に冷却されることを防止できるので、ウエハ３に
スリップが発生することを防止できる。以上説明した機
構により、ウエハ挿入と取り出しの両方の過程で、ウエ
ハ面内に生ずる温度分布を低減し、スリップの発生を防
止することができる。
【００２６】次に、支持体３０のウエハ３の保持部分に
ついて図３及び図４を用いて説明する。図３は図１に示
す半導体処理装置の支持体３０の支持部３２の形状をし
めす斜視図である。図４は、図１に示す半導体処理装置
の支持体３０の別の支持部３２の形状を示す斜視図であ
る。図３では支持部３２が ３角柱状の場合を示してお
り、上側に３角柱の一つの稜線がくるように支持体３０
に固定されている。ウエハ３の裏面にこの稜線が接触し
てウエハ３を支持する。支持部３２がウエハ３と接触す
る長さは必要最低限とするほうが望ましく、通常１０ｍ
ｍ以下、さらに望ましくは５ｍｍ以下とするほうが良
い。図４に示す支持部３２は断面矩形の薄板状の梁の先
端に細いピンを取り付けた形状で、ウエハ３はこのピン
の上に保持される。このようにすると、ウエハ３とピン
の間の接触面積を減らして、局所的な温度分布を低減す
ることができる。支持体３０の材質は、石英、ＳｉＣ、
アルミナ、シリコン、セラミックあるいはシリコン、Ｓ
ｉＣをコーティングした石英、アルミナ、シリコン、セ
ラミック等が望ましいが、高温に耐え得る材質であれば
特に限定を加えるものではない。シリコン、ＳｉＣのコ
ーティングはＣＶＤプロセスによって行うことができ
る。
【００２７】図５は支持体３０を反応管２内で支持する
台２０の詳細な形状を示す図である。リング状の台座２
１に少なくとも３個の保持部２２が取り付けられてい
る。保持部２２は上下方向に重ねてウエハ３と支持体３
０とを保持可能なように梁を備えており、この梁の段数
は装置の使用に依存し、装置が同時に処理しようとする
最大の枚数により設計者のより決定される。なお、本実
施の形態では、支持体３０と台２０は別々であり、台２
０は常に反応管２の中に入れたままにしておく。
【００２８】本発明の枚葉式熱処理装置においては支持
体３０の形状を図６に示すような形状としても良い。図
６は、本発明に係る半導体処理装置の第２の実施の形態
における支持体３０を示す図であり、反応管２内にウエ
ハ３を挿入、あるいは取り出す途中の状態を示す透過斜
視図である。本実施の形態は、第１の実施の形態で説明
した２枚の支持体３０が一体として形成された例であ
る。すなわち、２枚の支持体３０ａ、３０ｂが連結部３
５によって一体に形成されており、１個の搬送治具１１
で反応管２内に挿入された後、反応管２内の台２０内に
移載されて処理される。
【００２９】さらには、支持体３０を図７に示すような
形状としても良い。図７は、本発明に係る半導体処理装
置の第３の実施の形態における支持体３０を示す図であ
り、反応管２内にウエハ３を挿入、あるいは取り出す途
中の状態を示す斜視図である。この実施例では、支持体
３０が２枚の支持体３０ａと３０ｂとを連結部３５によ
って連結して一体に形成されているとともに複数の脚３
６を備えており、搬送治具１１で反応管２内に挿入され
た後、下側の反応管２の内壁面に直接置かれる。脚の長
さ、あるいは高さは、支持体３０が反応管２内部に移載
されたときにウエハ３が所定の高さに位置するように形
成される。
【００３０】本発明の枚葉式熱処理装置の第４の実施の
形態を図８を用いて説明する。図８は、本発明に係る半
導体処理装置の第４の実施の形態における支持体３０と
搬送治具１１の形状を示す斜視図である。この実施の形
態の第１の実施の形態との相違点は、搬送治具１１の支
持体３０を支える搬送治具１１の先端部１２の形状がリ
ング状になっている点である。なお、図８には搬送治具
１１と支持体３０のみを示した。
【００３１】搬送治具１１の先端がリング状で良い理由
は以下に述べるとおりである。すなわち、本発明が適用
される枚葉式熱処理装置では、ウエハ３の温度を均一に
するために高速で挿入する必要がある。したがって、搬
送治具１１の移動速度は１００ｍｍ／ｓｅｃ以上とかな
り速い。この点を考慮すれば搬送治具１１をリング状の
形状とした場合には、搬送治具１１の一部がウエハ３の
下を通過するが、その時間が非常に短時間ですむため
（１〜２秒）、ウエハ３面内の温度分布を乱す作用は小
さくて済み、熱応力転位も発生しない。以上をまとめる
と、搬送治具１１の先端部１２の形状は、反応管２内の
所定の位置にウエハ３と支持体３０を置く時（挿入）、
反応管２内の所定の位置に置かれたウエハ３と支持板３
０を持ち上げる時（取り出し）に、ウエハ３の端を通る
ウエハ３表面の法線と反応管２の内壁面から構成される
仮想的な円柱領域に、搬送治具１１のいずれの部分も入
らない形状になっていれば良いと言える。したがって、
ここでは搬送治具１１の先端形状としてリング状の実施
例を示したが、この形状に限定するものではない。
【００３２】以上の構成によれば、ホットウォール型の
枚葉式熱処理装置において、（１）ウエハ面内に生じる
温度分布を小さくできるので、９００℃以上の温度でウ
エハを処理しても熱応力に起因したスリップの発生を大
幅に低減することができる。このため、ウエハの熱処理
プロセスの歩留まりを向上することができる。
【００３３】また、（２）一度にウエハをすうまい以上
の少数処理する方式であるため、他の枚葉式の装置とも
連携が良く、全体として半導体の製造に要する期間（Ｔ
ｕｒｎ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）を短縮することがで
きる。さらに、（３）このような装置は、ウエハの処理
中に搬送治具を処理室外に取り出してゲートバルブ等で
反応炉にふたができるので、他のプロセスとの間にウエ
ハが大気にさらされる心配が無く、マルチチャンバ式の
クラスタユニットに適用が可能であり自然酸化膜などの
低減に効果がある。
【００３４】枚葉式熱処理置は主としてウエハ３の酸化
処理に用いられ、通常酸化ガスとしてＯ２、Ｈ２Ｏなど
が使用されるが、（４）本発明による枚葉式熱処理装置
は、通常ランプを加熱源に用いている装置では困難であ
ったＨ２Ｏによる酸化処理が容易に適用できる。なぜな
らば、ランプアニール装置では通常反応室内に部分的に
温度の低い部分があるため、Ｈ２Ｏ蒸気が凝縮してしま
う。ホットウォール型の本発明による枚葉式熱処理装置
では、ウエハ面内の温度を均一にして温度分布を小さく
できるのでこの問題を生じることがなく、酸化処理を行
うことができる。
【００３５】なお、本発明は特に酸化装置への適用に効
果が、９００℃以上の温度で処理するエピタキシャル成
長装置、ＣＶＤ装置に適用してもかまわない。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、上述の２枚のウエハを
水平に保持して処理する枚葉式熱処理装置において、９
００℃以上の温度でウエハを処理しても、スリップの発
生を大幅に低減させて処理が可能な枚葉式熱処理装置を
提供できる。
【００３７】特に、通常ランプを加熱源に用いている装
置では困難であったＨ２Ｏによる酸化処理が容易に適用
できる半導体処理装置を提供することができる。ランプ
アニール装置では通常反応室内に部分的に温度の低い部
分があるため、Ｈ２Ｏ蒸気が凝縮してしまうからである
が、ホットウォール型の本装置ではこの問題はない。
【００３８】また、さらに次のような効果が期待でき
る。（１）熱応力によるスリップの発生頻度が非常に低
いので、歩留まりが向上する。（２）他の枚葉式の装置
とも連携が良く、半導体の製造に要する期間を短縮する
のに適している。（３）マルチチャンバ式のクラスタユ
ニットととして適しているため、他のプロセスとの間に
ウエハが大気にさらされる心配が無く、自然酸化膜など
の低減できる半導体処理装置を提供できる。なお、本発
明は特に酸化装置への適用に効果があるが、９００℃以
上の温度で処理するエピタキシャル成長装置、ＣＶＤ装
置に適用してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の枚葉式熱処理装置の反
応炉内にウエハを挿入、あるいは取り出す途中の状態を
示す斜視図である。
【図２】図１に示す半導体処理装置の支持体と搬送治具
の形状を示す斜視図である。
【図３】図１に示す半導体処理装置の支持体の支持部の
形状を示す斜視図である。
【図４】図１に示す半導体処理装置の支持体の他の支持
部の形状を示す斜視図である。
【図５】図１にしめす半導体処理装置の台の形状を示す
斜視図である。
【図６】本発明に係る半導体処理装置の第１の実施の形
態における反応炉内にウエハを挿入、あるいは取り出す
途中の状態を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る半導体処理装置の第１の実施の形
態いおける反応炉内にウエハを挿入、あるいは取り出す
途中の状態を示す斜視図である。
【図８】本発明にかかる半導体処理装置の第２の実施形
態における支持板と搬送治具の形状を示す斜視図であ
る。
【図９】従来技術による水平支持枚葉式ＣＶＤ装置の反
応炉を上からみた横断面図である。
【図１０】従来技術による水平支持枚葉式ＣＶＤ装置の
反応炉を側面からみた縦断面図である。
【図１１】従来技術による水平支持枚葉式ＣＶＤ装置に
おける反応炉のウエハの支持方法を示す側面から見た縦
断面図である。
【図１２】従来技術による水平支持枚葉式酸化装置にお
ける反応炉内にウエハを挿入、あるいは取り出す途中の
状態を示す斜視図である。
【図１３】従来技術による水平支持枚葉式ＣＶＤ装置に
おけるウエハ挿入時のウエハ中心と周辺の温度上昇の違
いを示す数値グラフである。
【図１４】従来技術による水平支持枚葉式ＣＶＤ装置に
おけるウエハを取り出し時に搬送治具を反応炉内に入れ
た時のウエハ面内の温度分布を示す数値グラフである。
【符号の説明】
１…ヒータ、２…反応管、３…ウエハ、４ａ、ｂ…ガス
供給口、５ａ、ｂ…排気口、６…ＳｉＣ板、７…断熱
材、８ａ、ｂ…支持板、９ａ、ｂ…フランジ、１０ａ、
ｂ…ゲートバルブ、１１ａ、ｂ…搬送治具、１２…搬送
治具先端部、２０…台、２１…台座、２２…保持部、３
０…支持体、３１…アーム、３２…支持部、３…−開口
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/26 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｓ 21/324 21/68 Ｎ 21/68 21/26 Ｇ (72)発明者 内野 敏幸 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 鈴木 範夫 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 桜井 義彦 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 植西 俊哉 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 井上 洋典 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 井ノ口 泰啓 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 池田 文秀 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ウエハを加熱する加熱手段と、この加熱手
    段により内部で前記ウエハを処理する反応炉と、この反
    応炉内にウエハを概略水平に挿入し取り出すウエハ移送
    手段とを備えた半導体処理装置において、前記ウエハ移
    送手段は、中央に前記ウエハと略同一若くは大きな開口
    とこの開口の内側に沿って設けられたウエハを支持する
    部材とを有する支持体と、前記支持体とこの支持体に搭
    載された前記ウエハを搬送する搬送治具とを備えた半導
    体処理装置。
  2. 【請求項２】前記搬送治具は前記ウエハと略同一若くは
    大きな開口を有した前記請求項１記載の半導体処理装
    置。
  3. 【請求項３】前記支持体若くは前記搬送治具の開口がウ
    エハと略相似形状である前記請求項１または２記載の半
    導体処理装置。
  4. 【請求項４】前記加熱手段が前記搬送治具の搬送の際に
    作動する前記請求項１乃至３記載の半導体処理装置。
  5. 【請求項５】前記搬送治具が前記反応炉内で前記支持板
    及びウエハを載置する時あるいは持ち上げるる時におい
    て、ウエハの端部を通るウエハ表面の法線と反応管の内
    壁面で構成される仮想的な円柱領域内に搬送治具が入ら
    ずに搬送する前記請求項１記載の半導体処理装置。
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