KR102240491B1 - 열처리 방법 및 열처리 장치 - Google Patents

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Abstract

[과제] 더미 웨이퍼의 처리 이력을 적절히 관리할 수 있는 열처리 방법 및 열처리 장치를 제공한다.
[해결 수단] 복수의 더미 웨이퍼를 수용하는 캐리어가 열처리 장치에 반입되었을 때에, 그 캐리어를 더미 웨이퍼 전용의 더미 캐리어로서 등록한다. 그들 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력과 당해 캐리어를 관련지은 더미 데이터베이스를 기억부에 유지한다. 더미 데이터베이스에 등록되어 있는 더미 웨이퍼의 처리 이력이 열처리 장치의 표시부에 표시된다. 열처리 장치의 오퍼레이터는, 그 표시된 정보를 확인함으로써, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 적절히 파악하고 관리할 수 있다.

Description

열처리 방법 및 열처리 장치{HEAT TREATMENT METHOD AND HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 발명은, 캐리어 내에 수용된 더미 웨이퍼를 관리하는 열처리 방법 및 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서, 극히 단시간에 반도체 웨이퍼를 가열하는 플래시 램프 어닐링(FLA)이 주목받고 있다. 플래시 램프 어닐링은, 크세논 플래시 램프(이하, 단지 「플래시 램프」라고 할 경우에는 크세논 플래시 램프를 의미한다)를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면에 플래시광을 조사함으로써, 반도체 웨이퍼의 표면만을 극히 단시간(수 밀리초 이하)에 승온시키는 열처리 기술이다.
크세논 플래시 램프의 방사 분광 분포는 자외역으로부터 근적외역이며, 종래의 할로겐 램프보다 파장이 짧고, 실리콘의 반도체 웨이퍼의 기초 흡수대와 거의 일치하고 있다. 따라서, 크세논 플래시 램프로부터 반도체 웨이퍼에 플래시광을 조사했을 때에는, 투과광이 적고 반도체 웨이퍼를 급속히 승온시키는 것이 가능하다. 또한, 수 밀리초 이하의 극히 단시간의 플래시광 조사이면, 반도체 웨이퍼의 표면 근방만을 선택적으로 승온할 수 있는 것도 판명되어 있다.
이러한 플래시 램프 어닐링은, 극히 단시간의 가열이 필요로 되는 처리, 예를 들면, 전형적으로는 반도체 웨이퍼에 주입된 불순물의 활성화에 이용된다. 이온 주입법에 따라 불순물이 주입된 반도체 웨이퍼의 표면에 플래시 램프로부터 플래시광을 조사하면, 당해 반도체 웨이퍼의 표면을 극히 단시간만큼 활성화 온도로까지 승온시킬 수 있으며, 불순물을 깊게 확산시키지 않고, 불순물 활성화만을 실행할 수 있는 것이다.
전형적으로는, 열처리에 한정하지 않고 반도체 웨이퍼의 처리는 로트(동일 조건에서 동일 내용의 처리를 행하는 대상이 되는 1세트의 반도체 웨이퍼) 단위로 행해진다. 매엽식의 기판 처리 장치에서는, 로트를 구성하는 복수 장의 반도체 웨이퍼에 대해서 연속하여 순차적으로 처리가 행해진다. 플래시 램프 어닐링 장치에 있어서도, 로트를 구성하는 복수의 반도체 웨이퍼가 1장씩 챔버에 반입되고 순차적으로 열처리가 행해진다.
그런데, 로트를 구성하는 복수의 반도체 웨이퍼를 순차적으로 처리하는 과정에서 반도체 웨이퍼를 유지하는 서셉터 등의 챔버 내 구조물의 온도가 변화하는 경우가 있다. 이러한 현상은, 잠시 가동 정지 상태에 있던 플래시 램프 어닐링 장치에서 새롭게 처리를 개시하는 경우나 반도체 웨이퍼의 처리 온도 등의 처리 조건을 변화시켰을 경우에 발생한다. 로트의 복수의 반도체 웨이퍼를 처리하는 과정에서 서셉터 등의 챔버 내 구조물의 온도가 변화하면, 로트의 초기의 반도체 웨이퍼와 후반의 반도체 웨이퍼에서 처리 시의 온도 이력이 다르다는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 로트의 처리를 개시하기 전에, 처리 대상이 아닌 더미 웨이퍼를 챔버 내에 반입하여 서셉터에 지지하고, 처리 대상의 로트와 동일 조건에서 플래시 가열 처리를 행함으로써, 사전에 서셉터 등의 챔버 내 구조물을 승온해 두는 것이 행해지고 있었다(더미 러닝). 특허 문헌 1에는, 10장 정도의 더미 웨이퍼에 플래시 가열 처리를 행하여 서셉터 등의 챔버 내 구조물의 온도를 처리 시의 안정 온도에 도달시키는 것이 개시되어 있다.
일본국 특허공개 2017－092102호 공보
처리 대상이 아닌 더미 웨이퍼는 복수 회의 더미 러닝에서 사용되고, 반복하여 가열 처리에 이용되게 된다. 그 결과, 더미 웨이퍼의 열화에 동반되는 균열이나 휨이 발생하기 쉬워진다. 더미 러닝 시에 더미 웨이퍼의 균열이나 휨이 발생하면, 챔버 내 오염이나 반송 트러블의 원인이 된다. 이 때문에, 더미 웨이퍼의 열화 상태를 정확하게 파악하여 더미 웨이퍼의 균열이나 휨을 미연에 방지하는 것이 중요하게 된다. 그러나, 종래는 작업자가 눈으로 보거나 종이에 써 둠으로써 더미 웨이퍼의 처리 이력을 관리하고 있었기 때문에, 열화 상태를 충분히 파악할 수 없었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 적절히 관리할 수 있는 열처리 방법 및 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 캐리어 내에 수용된 더미 웨이퍼를 관리하는 열처리 방법에 있어서, 복수의 더미 웨이퍼를 수용한 캐리어를 열처리 장치에 반입하는 반입 공정과, 상기 캐리어를 더미 웨이퍼 전용의 더미 캐리어로서 등록하는 등록 공정과, 상기 복수의 더미 웨이퍼에 가열 처리를 행하는 가열 공정과, 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 상기 캐리어와 관련지어 기억하는 기억 공정과, 상기 기억 공정에서 기억된 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 표시하는 표시 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 2의 발명은, 청구항 1의 발명과 관련되는 열처리 방법에 있어서, 상기 기억 공정에서는, 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각에 대한 연속 점등 램프에 의한 예비 가열의 회수 및 플래시 램프에 의한 플래시 가열의 회수를 상기 캐리어와 관련지어 기억하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 3의 발명은, 캐리어 내에 수용된 더미 웨이퍼를 관리하는 열처리 장치에 있어서, 복수의 더미 웨이퍼를 수용한 캐리어를 수납하는 수납부와, 상기 수납부에 반입된 상기 캐리어를 더미 웨이퍼 전용의 더미 캐리어로서 등록하는 등록부와, 상기 복수의 더미 웨이퍼에 가열 처리를 행하는 가열부와, 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 상기 캐리어와 관련지어 기억하는 기억부와, 상기 기억부에 기억된 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 4의 발명은, 청구항 3의 발명과 관련되는 열처리 장치에 있어서, 상기 가열부는 연속 점등 램프 및 플래시 램프를 포함하고, 상기 기억부는, 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각에 대한 상기 연속 점등 램프에 의한 예비 가열의 회수 및 상기 플래시 램프에 의한 플래시 가열의 회수를 상기 캐리어와 관련지어 기억하는 것을 특징으로 한다.
청구항 1 및 청구항 2의 발명에 의하면, 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 더미 웨이퍼 전용의 더미 캐리어로서 등록된 캐리어와 관련지어 기억하고, 그들 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 표시하기 때문에, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 적절히 관리할 수 있다.
청구항 3 및 청구항 4의 발명에 의하면, 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 더미 웨이퍼 전용의 더미 캐리어로서 등록된 캐리어와 관련지어 기억하고, 그들 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 표시하기 때문에, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 적절히 관리할 수 있다.
도 1은, 본 발명과 관련되는 열처리 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는, 도 1의 열처리 장치의 정면도이다.
도 3은, 열처리부의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 4는, 유지부의 전체 외관을 나타내는 사시도이다.
도 5는, 서셉터의 평면도이다.
도 6은, 서셉터의 단면도이다.
도 7은, 이재 기구의 평면도이다.
도 8은, 이재 기구의 측면도이다.
도 9는, 복수의 할로겐 램프의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 10은, 제어부의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 11은, 도 1의 열처리 장치에 있어서의 더미 웨이퍼의 관리 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 12는, 표시부에 표시된 캐리어 ID의 인증 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은, 더미 웨이퍼 관리 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시의 형태에 대해 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명과 관련되는 열처리 장치에 대해 설명한다. 도 1은, 본 발명과 관련되는 열처리 장치(100)를 나타내는 평면도이며, 도 2는 그 정면도이다. 열처리 장치(100)는 기판으로서 원판 형상의 반도체 웨이퍼(W)에 플래시광을 조사하고 그 반도체 웨이퍼(W)를 가열하는 플래시 램프 어닐링 장치이다. 처리 대상이 되는 반도체 웨이퍼(W)의 사이즈는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, φ300mm나 φ450mm이다. 열처리 장치(100)에 반입되기 전의 반도체 웨이퍼(W)에는 불순물이 주입되어 있으며, 열처리 장치(100)에 의한 가열 처리에 의해 주입된 불순물의 활성화 처리가 실행된다. 또한, 도 1 및 이후의 각 도면에 있어서는, 이해 용이를 위하여, 필요에 따라서 각부의 치수나 수를 과장 또는 간략화하여 그리고 있다. 또한, 도 1~도 3의 각 도면에 있어서는, 그들의 방향 관계를 명확하게 하기 위해 Z축 방향을 연직 방향으로 하고, XY 평면을 수평면으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 붙이고 있다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 열처리 장치(100)는, 미처리의 반도체 웨이퍼(W)를 외부로부터 장치 내에 반입함과 더불어, 처리가 끝난 반도체 웨이퍼(W)를 장치 외에 반출하기 위한 인덱서부(101), 미처리의 반도체 웨이퍼(W)의 위치 결정을 행하는 얼라인먼트부(230), 가열 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)의 냉각을 행하는 2개의 냉각부(130, 140), 반도체 웨이퍼(W)에 플래시 가열 처리를 실시하는 열처리부(160) 및 냉각부(130, 140) 및 열처리부(160)에 대해서 반도체 웨이퍼(W)의 수도(受渡)를 행하는 반송 로봇(150)을 구비한다. 또한, 열처리 장치(100)는, 상기의 각 처리부에 설치된 동작 기구 및 반송 로봇(150)을 제어하여 반도체 웨이퍼(W)의 플래시 가열 처리를 진행시키는 제어부(3)를 구비한다.
인덱서부(101)는, 복수의 캐리어(C)(본 실시 형태에서는 2개)를 나열하여 재치(載置)하는 로드 포트(110)와, 각 캐리어(C)로부터 미처리의 반도체 웨이퍼(W)를 취출(取出)함과 더불어, 각 캐리어(C)에 처리가 끝난 반도체 웨이퍼(W)를 수납하는 수도 로봇(120)을 구비하고 있다. 미처리의 반도체 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(C)는 무인 반송차(AGV, OHT) 등에 의해 반송되고 로드 포트(110)에 재치됨과 더불어, 처리가 끝난 반도체 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(C)는 무인 반송차에 의해 로드 포트(110)로부터 갖고 떠나진다.
또한, 로드 포트(110)에 있어서는, 수도 로봇(120)이 캐리어(C)에 대해서 임의의 반도체 웨이퍼(W)의 출납을 행할 수 있도록, 캐리어(C)가 도 2의 화살표(CU)로 나타내는 바와 같이 승강 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 로드 포트(110)에는, 도시를 생략하는 바코드 리더(115)가 설치되어 있다(도 10 참조). 바코드 리더(115)는, 캐리어(C)에 붙어 있는 태그의 바코드로부터 캐리어 ID를 읽어낸다. 또한, 캐리어(C)의 형태로서는, 반도체 웨이퍼(W)를 밀폐 공간에 수납하는 FOUP(front opening unified pod) 외에, SMIF(Standard Mechanical Inter Face) 포드나 수납한 반도체 웨이퍼(W)를 바깥 공기에 노출하는 OC(open cassette)여도 된다.
또한, 수도 로봇(120)은, 도 1의 화살표(120S)로 나타내는 슬라이드 이동, 화살표(120R)로 나타내는 선회 동작 및 승강 동작이 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 수도 로봇(120)은, 2개의 캐리어(C)에 대해서 반도체 웨이퍼(W)의 출납을 행함과 더불어, 얼라인먼트부(230) 및 2개의 냉각부(130, 140)에 대해서 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 행한다. 수도 로봇(120)에 의한 캐리어(C)에 대한 반도체 웨이퍼(W)의 출납은, 핸드(121)의 슬라이드 이동, 및, 캐리어(C)의 승강 이동에 의해 행해진다. 또한, 수도 로봇(120)과 얼라인먼트부(230) 또는 냉각부(130, 140)의 반도체 웨이퍼(W)의 수도는, 핸드(121)의 슬라이드 이동, 및, 수도 로봇(120)의 승강 동작에 의해 행해진다.
얼라인먼트부(230)는, Y축 방향을 따르는 인덱서부(101)의 측방에 접속되어 설치되어 있다. 얼라인먼트부(230)는, 반도체 웨이퍼(W)를 수평면 내에서 회전시켜 플래시 가열에 적절한 방향으로 향하게 하는 처리부이다. 얼라인먼트부(230)는, 알루미늄 합금제의 하우징인 얼라인먼트 챔버(231)의 내부에, 반도체 웨이퍼(W)를 수평 자세로 지지하여 회전시키는 기구, 및, 반도체 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 노치나 오리엔테이션 플랫 등을 광학적으로 검출하는 기구 등을 설치하여 구성된다.
얼라인먼트부(230)로의 반도체 웨이퍼(W)의 수도는 수도 로봇(120)에 의해 행해진다. 수도 로봇(120)으로부터 얼라인먼트 챔버(231)로는 웨이퍼 중심이 소정의 위치에 위치하도록 반도체 웨이퍼(W)가 넘겨진다. 얼라인먼트부(230)에서는, 인덱서부(101)로부터 수취한 반도체 웨이퍼(W)의 중심부를 회전 중심으로서 연직 방향축 둘레에서 반도체 웨이퍼(W)를 회전시켜, 노치 등을 광학적으로 검출함으로써 반도체 웨이퍼(W)의 방향을 조정한다. 방향 조정을 종료한 반도체 웨이퍼(W)는 수도 로봇(120)에 의해 얼라인먼트 챔버(231)로부터 취출된다.
반송 로봇(150)에 의한 반도체 웨이퍼(W)의 반송 공간으로서 반송 로봇(150)을 수용하는 반송 챔버(170)가 설치되어 있다. 그 반송 챔버(170)의 세 방면에 열처리부(160)의 처리 챔버(6), 냉각부(130)의 제1 쿨 챔버(131) 및 냉각부(140)의 제2 쿨 챔버(141)가 연통 접속되어 있다.
열처리 장치(100)의 주요부인 열처리부(160)는, 예비 가열을 행한 반도체 웨이퍼(W)에 크세논 플래시 램프(FL)로부터의 섬광(플래시광)을 조사하여 플래시 가열 처리를 행하는 기판 처리부이다. 이 열처리부(160)의 구성에 대해서는 추가로 후술한다.
2개의 냉각부(130, 140)는, 대체로 동일한 구성을 구비한다. 냉각부(130, 140)는 각각, 알루미늄 합금제의 하우징인 제1 쿨 챔버(131), 제2 쿨 챔버(141)의 내부에, 금속제의 냉각 플레이트와, 그 상면에 재치된 석영판을 구비한다(모두 도시 생략). 당해 냉각 플레이트는, 펠티에 소자 또는 항온수 순환에 의해 상온(약 23℃)으로 온도 조절되어 있다. 열처리부(160)에서 플래시 가열 처리가 실시된 반도체 웨이퍼(W)는, 제1 쿨 챔버(131) 또는 제2 쿨 챔버(141)에 반입되고 당해 석영판에 재치되어 냉각된다.
제1 쿨 챔버(131) 및 제2 쿨 챔버(141)는 아울러, 인덱서부(101)와 반송 챔버(170)의 사이에서, 그들의 쌍방에 접속되어 있다. 제1 쿨 챔버(131) 및 제2 쿨 챔버(141)에는, 반도체 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 2개의 개구가 형성되어 있다. 제1 쿨 챔버(131)의 2개의 개구 중 인덱서부(101)에 접속되는 개구는 게이트 밸브(181)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 한편, 제1 쿨 챔버(131)의 반송 챔버(170)에 접속되는 개구는 게이트 밸브(183)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 즉, 제1 쿨 챔버(131)와 인덱서부(101)는 게이트 밸브(181)를 개재하여 접속되고, 제1 쿨 챔버(131)와 반송 챔버(170)는 게이트 밸브(183)를 개재하여 접속되어 있다.
인덱서부(101)와 제1 쿨 챔버(131)의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 행할 때에는, 게이트 밸브(181)가 개방된다. 또한, 제1 쿨 챔버(131)와 반송 챔버(170)의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 행할 때에는, 게이트 밸브(183)가 개방된다. 게이트 밸브(181) 및 게이트 밸브(183)가 폐쇄되어 있을 때에는, 제1 쿨 챔버(131)의 내부가 밀폐 공간이 된다.
또한, 제2 쿨 챔버(141)의 2개의 개구 중 인덱서부(101)에 접속되는 개구는 게이트 밸브(182)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 한편, 제2 쿨 챔버(141)의 반송 챔버(170)에 접속되는 개구는 게이트 밸브(184)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 즉, 제2 쿨 챔버(141)와 인덱서부(101)는 게이트 밸브(182)를 개재하여 접속되고, 제2 쿨 챔버(141)와 반송 챔버(170)는 게이트 밸브(184)를 개재하여 접속되어 있다.
인덱서부(101)와 제2 쿨 챔버(141)의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 행할 때에는, 게이트 밸브(182)가 개방된다. 또한, 제2 쿨 챔버(141)와 반송 챔버(170)의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 행할 때에는, 게이트 밸브(184)가 개방된다. 게이트 밸브(182) 및 게이트 밸브(184)가 폐쇄되어 있을 때에는, 제2 쿨 챔버(141)의 내부가 밀폐 공간이 된다.
또한, 냉각부(130, 140)는 각각, 제1 쿨 챔버(131), 제2 쿨 챔버(141)에 청정한 질소 가스를 공급하는 가스 공급 기구와 챔버 내의 분위기를 배기하는 배기 기구를 구비한다. 이러한 가스 공급 기구 및 배기 기구는, 유량을 2단계로 전환 가능하게 되어 있어도 된다.
반송 챔버(170)에 설치된 반송 로봇(150)은, 연직 방향을 따르는 축을 중심으로 화살표(150R)로 나타내는 바와 같이 선회 가능하게 된다. 반송 로봇(150)은, 복수의 아암 세그먼트로 이루어지는 2개의 링크 기구를 갖고, 그들 2개의 링크 기구의 선단에는 각각 반도체 웨이퍼(W)를 유지하는 반송 핸드(151a, 151b)가 설치되어 있다. 이러한 반송 핸드(151a, 151b)는 상하로 소정의 피치만큼 떨어져 배치되고, 링크 기구에 의해 각각 독립하여 동일 수평 방향으로 직선적으로 슬라이드 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 반송 로봇(150)은, 2개의 링크 기구가 설치되는 베이스를 승강 이동함으로써, 소정의 피치만큼 떨어진 상태인 채로 2개의 반송 핸드(151a, 151b)를 승강 이동시킨다.
반송 로봇(150)이 제1 쿨 챔버(131), 제2 쿨 챔버(141) 또는 열처리부(160)의 처리 챔버(6)를 수도 상대로서 반도체 웨이퍼(W)의 수도(출납)를 행할 때에는, 우선, 양 반송 핸드(151a, 151b)가 수도 상대와 대향하도록 선회하고, 그 후 (또는 선회하고 있는 동안에) 승강 이동하여 어느 한개의 반송 핸드가 수도 상대와 반도체 웨이퍼(W)를 수도하는 높이에 위치한다. 그리고, 반송 핸드(151a)(151b)를 수평 방향으로 직선적으로 슬라이드 이동시켜 수도 상대와 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 행한다.
반송 로봇(150)과 수도 로봇(120)의 반도체 웨이퍼(W)의 수도는 냉각부(130, 140)를 개재하여 행할 수 있다. 즉, 냉각부(130)의 제1 쿨 챔버(131) 및 냉각부(140)의 제2 쿨 챔버(141)는, 반송 로봇(150)과 수도 로봇(120)의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)를 수도하기 위한 패스로서도 기능하는 것이다. 구체적으로는, 반송 로봇(150) 또는 수도 로봇(120) 중 한쪽이 제1 쿨 챔버(131) 또는 제2 쿨 챔버(141)에 넘긴 반도체 웨이퍼(W)를 다른 쪽이 수취함으로써 반도체 웨이퍼(W)의 수도가 행해진다.
상술한 바와 같이, 제1 쿨 챔버(131) 및 제2 쿨 챔버(141)와 인덱서부(101)의 사이에는 각각 게이트 밸브(181, 182)가 설치되어 있다. 또한, 반송 챔버(170)와 제1 쿨 챔버(131) 및 제2 쿨 챔버(141)의 사이에는 각각 게이트 밸브(183, 184)가 설치되어 있다. 또한, 반송 챔버(170)와 열처리부(160)의 처리 챔버(6)의 사이에는 게이트 밸브(185)가 설치되어 있다. 열처리 장치(100) 내에서 반도체 웨이퍼(W)가 반송될 때에는, 적절히 이들 게이트 밸브가 개폐된다. 또한, 반송 챔버(170) 및 얼라인먼트 챔버(231)에도 가스 공급부로부터 질소 가스가 공급됨과 더불어, 그러한 내부의 분위기가 배기부에 의해 배기된다(모두 도시 생략).
다음으로, 열처리부(160)의 구성에 대해 설명한다. 도 3은, 열처리부(160)의 구성을 나타내는 종단면도이다. 열처리부(160)는, 반도체 웨이퍼(W)를 수용하여 가열 처리를 행하는 처리 챔버(6)와, 복수의 플래시 램프(FL)를 내장하는 플래시 램프 하우스(5)와, 복수의 할로겐 램프(HL)를 내장하는 할로겐 램프 하우스(4)를 구비한다. 처리 챔버(6)의 상측에 플래시 램프 하우스(5)가 설치됨과 더불어, 하측에 할로겐 램프 하우스(4)가 설치되어 있다. 또한, 열처리부(160)는, 처리 챔버(6)의 내부에, 반도체 웨이퍼(W)를 수평 자세로 유지하는 유지부(7)와, 유지부(7)와 반송 로봇(150)의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 행하는 이재 기구(10)를 구비한다.
처리 챔버(6)는, 통형의 챔버 측부(61)의 상하에 석영제의 챔버창을 장착하여 구성되어 있다. 챔버 측부(61)는 상하가 개구된 개략 통 형상을 갖고 있으며, 상측 개구에는 상측 챔버창(63)이 장착되어 폐색되고, 하측 개구에는 하측 챔버창(64)이 장착되어 폐색되어 있다. 처리 챔버(6)의 천정부를 구성하는 상측 챔버창(63)은, 석영에 의해 형성된 원판 형상 부재이며, 플래시 램프(FL)로부터 출사된 플래시광을 처리 챔버(6) 내에 투과하는 석영창으로서 기능한다. 또한, 처리 챔버(6)의 마루부를 구성하는 하측 챔버창(64)도, 석영에 의해 형성된 원판 형상 부재이며, 할로겐 램프(HL)로부터의 광을 처리 챔버(6) 내에 투과하는 석영창으로서 기능한다.
또한, 챔버 측부(61)의 내측의 벽면의 상부에는 반사링(68)이 장착되고, 하부에는 반사링(69)이 장착되어 있다. 반사링(68, 69)은, 함께 원환형으로 형성되어 있다. 상측의 반사링(68)은, 챔버 측부(61)의 상측으로부터 끼워 넣음으로써 장착된다. 한편, 하측의 반사링(69)은, 챔버 측부(61)의 하측으로부터 끼워 넣고 도시 생략한 비스로 고정시킴으로써 장착된다. 즉, 반사링(68, 69)은, 함께 착탈 가능하게 챔버 측부(61)에 장착되는 것이다. 처리 챔버(6)의 내측 공간, 즉 상측 챔버창(63), 하측 챔버창(64), 챔버 측부(61) 및 반사링(68, 69)에 의해 둘러싸이는 공간이 열처리 공간(65)으로서 규정된다.
챔버 측부(61)에 반사링(68, 69)이 장착됨으로써, 처리 챔버(6)의 내벽면에 오목부(62)가 형성된다. 즉, 챔버 측부(61)의 내벽면 중 반사링(68, 69)이 장착되어 있지 않은 중앙 부분과, 반사링(68)의 하단면과, 반사링(69)의 상단면으로 둘러싸인 오목부(62)가 형성된다. 오목부(62)는, 처리 챔버(6)의 내벽면에 수평 방향을 따라서 원환형으로 형성되고, 반도체 웨이퍼(W)를 유지하는 유지부(7)를 위요한다. 챔버 측부(61) 및 반사링(68, 69)은, 강도와 내열성이 뛰어난 금속재료(예를 들면, 스테인리스 스틸)로 형성되어 있다.
또한, 챔버 측부(61)에는, 처리 챔버(6)에 대해서 반도체 웨이퍼(W)의 반입 및 반출을 행하기 위한 반송 개구부(노구(爐口))(66)가 형성되어 있다. 반송 개구부(66)는, 게이트 밸브(185)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 반송 개구부(66)는 오목부(62)의 외주면에 연통 접속되어 있다. 이 때문에, 게이트 밸브(185)가 반송 개구부(66)를 개방하고 있을 때에는, 반송 개구부(66)로부터 오목부(62)를 통과하여 열처리 공간(65)으로의 반도체 웨이퍼(W)의 반입 및 열처리 공간(65)으로부터의 반도체 웨이퍼(W)의 반출을 행할 수 있다. 또한, 게이트 밸브(185)가 반송 개구부(66)를 폐쇄하면 처리 챔버(6) 내의 열처리 공간(65)이 밀폐 공간으로 된다.
또한, 처리 챔버(6)의 내벽 상부에는 열처리 공간(65)에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 구멍(81)이 형성되어 있다. 가스 공급 구멍(81)은, 오목부(62)보다 상측 위치에 형성되어 있으며, 반사링(68)에 설치되어 있어도 된다. 가스 공급 구멍(81)은 처리 챔버(6)의 측벽 내부에 원환형으로 형성된 완충 공간(82)을 개재하여 가스 공급관(83)에 연통 접속되어 있다. 가스 공급관(83)은 처리 가스 공급원(85)에 접속되어 있다. 또한, 가스 공급관(83)의 경로 도중에는 밸브(84)가 끼워져 있다. 밸브(84)가 개방되면, 처리 가스 공급원(85)으로부터 완충 공간(82)에 처리 가스가 송급된다. 완충 공간(82)에 유입된 처리 가스는, 가스 공급 구멍(81)보다 유체 저항이 작은 완충 공간(82) 내를 퍼지듯이 흘러 가스 공급 구멍(81)으로부터 열처리 공간(65) 내로 공급된다. 처리 가스로서는, 질소(N2) 등의 불활성 가스, 또는, 수소(H2), 암모니아(NH3) 등의 반응성 가스를 이용할 수 있다(본 실시 형태에서는 질소).
한편, 처리 챔버(6)의 내벽 하부에는 열처리 공간(65) 내의 기체를 배기하는 가스 배기 구멍(86)이 형성되어 있다. 가스 배기 구멍(86)은, 오목부(62)보다 하측 위치에 형성되어 있으며, 반사링(69)에 설치되어 있어도 된다. 가스 배기 구멍(86)은 처리 챔버(6)의 측벽 내부에 원환형으로 형성된 완충 공간(87)을 개재하여 가스 배기관(88)에 연통 접속되어 있다. 가스 배기관(88)은 배기 기구(190)에 접속되어 있다. 또한, 가스 배기관(88)의 경로 도중에는 밸브(89)가 끼워져 있다. 밸브(89)가 개방되면, 열처리 공간(65)의 기체가 가스 배기 구멍(86)으로부터 완충 공간(87)을 거쳐 가스 배기관(88)으로 배출된다. 또한, 가스 공급 구멍(81) 및 가스 배기 구멍(86)은, 처리 챔버(6)의 둘레 방향을 따라서 복수 설치되어 있어도 되고, 슬릿형의 것이어도 된다. 또한, 처리 가스 공급원(85) 및 배기 기구(190)는, 열처리 장치(100)에 설치된 기구여도 되고, 열처리 장치(100)가 설치되는 공장의 유틸리티여도 된다.
또한, 반송 개구부(66)의 선단에도 열처리 공간(65) 내의 기체를 배출하는 가스 배기관(191)이 접속되어 있다. 가스 배기관(191)은 밸브(192)를 개재하여 배기 기구(190)에 접속되어 있다. 밸브(192)를 개방함으로써, 반송 개구부(66)를 개재하여 처리 챔버(6) 내의 기체가 배기된다.
도 4는, 유지부(7)의 전체 외관을 나타내는 사시도이다. 유지부(7)는, 기대(基台)링(71), 연결부(72) 및 서셉터(74)를 구비하여 구성된다. 기대링(71), 연결부(72) 및 서셉터(74)는 모두 석영으로 형성되어 있다. 즉, 유지부(7)의 전체가 석영으로 형성되어 있다.
기대링(71)은 원환 형상으로부터 일부가 결락된 원호 형상의 석영 부재이다. 이 결락 부분은, 후술하는 이재 기구(10)의 이재 아암(11)과 기대링(71)의 간섭을 방지하기 위해서 설치되어 있다. 기대링(71)은 오목부(62)의 바닥면에 재치됨으로써, 처리 챔버(6)의 벽면에 지지되게 된다(도 3 참조). 기대링(71)의 상면에, 그 원환 형상의 둘레 방향을 따라서 복수의 연결부(72)(본 실시 형태에서는 4개)가 세워져 설치된다. 연결부(72)도 석영의 부재이며, 용접에 의해 기대링(71)에 고착된다.
서셉터(74)는 기대링(71)에 설치된 4개의 연결부(72)에 의해 지지된다. 도 5는, 서셉터(74)의 평면도이다. 또한, 도 6은, 서셉터(74)의 단면도이다. 서셉터(74)는, 유지 플레이트(75), 가이드링(76) 및 복수의 기판 지지핀(77)을 구비한다. 유지 플레이트(75)는, 석영으로 형성된 대략 원형의 평판형 부재이다. 유지 플레이트(75)의 직경은 반도체 웨이퍼(W)의 직경보다 크다. 즉, 유지 플레이트(75)는, 반도체 웨이퍼(W)보다 큰 평면 사이즈를 갖는다.
유지 플레이트(75)의 상면 주연부에 가이드링(76)이 설치되어 있다. 가이드링(76)은, 반도체 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 내경을 갖는 원환 형상의 부재이다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼(W)의 직경이 φ300mm인 경우, 가이드링(76)의 내경은 φ320mm이다. 가이드링(76)의 내주는, 유지 플레이트(75)로부터 상방을 향해서 넓어지는 테이퍼면으로 되어 있다. 가이드링(76)은, 유지 플레이트(75)와 동일한 석영으로 형성된다. 가이드링(76)은, 유지 플레이트(75)의 상면에 용착하도록 해도 되고, 별도 가공한 핀 등에 의해 유지 플레이트(75)에 고정하도록 해도 된다. 혹은, 유지 플레이트(75)와 가이드링(76)을 일체의 부재로서 가공하도록 해도 된다.
유지 플레이트(75)의 상면 중 가이드링(76)보다 내측의 영역이 반도체 웨이퍼(W)를 유지하는 평면형의 유지면(75a)이 된다. 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)에는, 복수의 기판 지지핀(77)이 세워져 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 유지면(75a)의 외주원(가이드링(76)의 내주원)과 동심원의 둘레 상을 따라서 30°마다 합계 12개의 기판 지지핀(77)이 세워져 설치되어 있다. 12개의 기판 지지핀(77)을 배치한 원의 지름(대향하는 기판 지지핀(77) 간의 거리)은 반도체 웨이퍼(W)의 지름보다 작고, 반도체 웨이퍼(W)의 지름이 φ300mm이면 φ270mm~φ280mm(본 실시 형태에서는 φ270mm)이다. 각각의 기판 지지핀(77)은 석영으로 형성되어 있다. 복수의 기판 지지핀(77)은, 유지 플레이트(75)의 상면에 용접에 의해 설치하도록 해도 되고, 유지 플레이트(75)와 일체로 가공하도록 해도 된다.
도 4로 돌아와, 기대링(71)에 세워져 설치된 4개의 연결부(72)와 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)의 주연부가 용접에 의해 고착된다. 즉, 서셉터(74)와 기대링(71)은 연결부(72)에 의해 고정적으로 연결되어 있다. 이러한 유지부(7)의 기대링(71)이 처리 챔버(6)의 벽면에 지지됨으로써, 유지부(7)가 처리 챔버(6)에 장착된다. 유지부(7)가 처리 챔버(6)에 장착된 상태에 있어서는, 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)는 수평 자세(법선이 연직 방향과 일치하는 자세)가 된다. 즉, 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)은 수평면이 된다.
처리 챔버(6)에 반입된 반도체 웨이퍼(W)는, 처리 챔버(6)에 장착된 유지부(7)의 서셉터(74) 위에 수평 자세로 재치되어 유지된다. 이 때, 반도체 웨이퍼(W)는 유지 플레이트(75) 상에 세워져 설치된 12개의 기판 지지핀(77)에 의해 지지되고 서셉터(74)에 유지된다. 보다 엄밀하게는, 12개의 기판 지지핀(77)의 상단부가 반도체 웨이퍼(W)의 하면에 접촉하여 당해 반도체 웨이퍼(W)를 지지한다. 12개의 기판 지지핀(77)의 높이(기판 지지핀(77)의 상단으로부터 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)까지의 거리)는 균일하기 때문에, 12개의 기판 지지핀(77)에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 수평 자세로 지지할 수 있다.
또한, 반도체 웨이퍼(W)는 복수의 기판 지지핀(77)에 의해 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)으로부터 소정의 간격을 두고 지지되게 된다. 기판 지지핀(77)의 높이보다 가이드링(76)의 두께가 크다. 따라서, 복수의 기판 지지핀(77)에 의해 지지된 반도체 웨이퍼(W)의 수평 방향의 위치 어긋남은 가이드링(76)에 의해 방지된다.
또한, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)에는, 상하로 관통하여 개구부(78)가 형성되어 있다. 개구부(78)는, 방사 온도계(20)(도 3 참조)가 서셉터(74)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 하면으로부터 방사되는 방사광(적외광)을 수광하기 위해서 설치되어 있다. 즉, 방사 온도계(20)가 개구부(78)를 개재하여 서셉터(74)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 하면으로부터 방사된 광을 수광하고 그 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 측정한다. 또한, 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)에는, 후술하는 이재 기구(10)의 리프트핀(12)이 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 위해서 관통하는 4개의 관통 구멍(79)이 뚫려 설치되어 있다.
도 7은, 이재 기구(10)의 평면도이다. 또한, 도 8은, 이재 기구(10)의 측면도이다. 이재 기구(10)는, 2개의 이재 아암(11)을 구비한다. 이재 아암(11)은, 대체로 원환형의 오목부(62)를 따르는 원호 형상으로 되어 있다. 각각의 이재 아암(11)에는 2개의 리프트핀(12)이 세워져 설치되어 있다. 각 이재 아암(11)은 수평 이동 기구(13)에 의해 회동 가능하게 되어 있다. 수평 이동 기구(13)는, 한 쌍의 이재 아암(11)을 유지부(7)에 대해서 반도체 웨이퍼(W)의 이재를 행하는 이재 동작 위치(도 7의 실선 위치)와 유지부(7)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)와 평면에서 볼 때, 겹치지 않는 퇴피 위치(도 7의 이점쇄선 위치)의 사이에서 수평 이동시킨다. 이재 동작 위치는 서셉터(74)의 하방이며, 퇴피 위치는 서셉터(74)보다 바깥쪽이다. 수평 이동 기구(13)로서는, 개별의 모터에 의해 각 이재 아암(11)을 각각 회동시키는 것이어도 되고, 링크 기구를 이용하여 1개의 모터에 의해 한 쌍의 이재 아암(11)을 연동시켜 회동시키는 것이어도 된다.
또한, 한 쌍의 이재 아암(11)은, 승강 기구(14)에 의해 수평 이동 기구(13)와 함께 승강 이동된다. 승강 기구(14)가 한 쌍의 이재 아암(11)을 이재 동작 위치에서 상승시키면, 합계 4개의 리프트핀(12)이 서셉터(74)에 뚫려 설치된 관통 구멍(79)(도 4, 5 참조)을 통과하고, 리프트핀(12)의 상단이 서셉터(74)의 상면으로부터 돌출한다. 한편, 승강 기구(14)가 한 쌍의 이재 아암(11)을 이재 동작 위치에서 하강시켜 리프트핀(12)을 관통 구멍(79)으로부터 빼내고, 수평 이동 기구(13)가 한 쌍의 이재 아암(11)을 열도록 이동시키면 각 이재 아암(11)이 퇴피 위치로 이동한다. 한 쌍의 이재 아암(11)의 퇴피 위치는, 유지부(7)의 기대링(71)의 바로 위쪽이다. 기대링(71)은 오목부(62)의 바닥면에 재치되어 있기 때문에, 이재 아암(11)의 퇴피 위치는 오목부(62)의 내측이 된다. 또한, 이재 기구(10)의 구동부(수평 이동 기구(13) 및 승강 기구(14))가 설치되어 있는 부위의 근방에도 도시 생략한 배기 기구가 설치되어 있으며, 이재 기구(10)의 구동부 주변의 분위기가 처리 챔버(6)의 외부에 배출되도록 구성되어 있다.
도 3으로 돌아와, 처리 챔버(6)의 상방에 설치된 플래시 램프 하우스(5)는, 하우징(51)의 내측에, 복수 개(본 실시 형태에서는 30개)의 크세논 플래시 램프(FL)로 이루어지는 광원과, 그 광원의 상방을 덮도록 설치된 리플렉터(52)를 구비하여 구성된다. 또한, 플래시 램프 하우스(5)의 하우징(51)의 바닥부에는 램프광 방사창(53)이 장착되어 있다. 플래시 램프 하우스(5)의 마루부를 구성하는 램프광 방사창(53)은, 석영에 의해 형성된 판형의 석영창이다. 플래시 램프 하우스(5)가 처리 챔버(6)의 상방에 설치됨으로써, 램프광 방사창(53)이 상측 챔버창(63)과 서로 대향하게 된다. 플래시 램프(FL)는 처리 챔버(6)의 상방으로부터 램프광 방사창(53) 및 상측 챔버창(63)을 개재하여 열처리 공간(65)에 플래시광을 조사한다.
복수의 플래시 램프(FL)는, 각각이 길이가 긴 원통 형상을 갖는 막대형 램프이며, 각각의 길이 방향이 유지부(7)에 유지되는 반도체 웨이퍼(W)의 주면(主面)을 따라서(즉, 수평 방향을 따라서) 서로 평행이 되도록 평면형으로 배열되어 있다. 따라서, 플래시 램프(FL)의 배열에 의해 형성되는 평면도 수평면이다.
크세논 플래시 램프(FL)는, 그 내부에 크세논 가스가 봉입되고 그 양단부에 콘덴서에 접속된 양극 및 음극이 배치된 막대형의 유리관(방전관)과, 그 유리관의 외주면 상에 부설된 트리거 전극을 구비한다. 크세논 가스는 전기적으로는 절연체인 점으로부터, 콘덴서에 전하가 축적되어 있었다 하더라도 통상의 상태에서는 유리관 내에 전기는 흐르지 않는다. 그러나, 트리거 전극에 고전압을 인가하여 절연을 파괴했을 경우에는, 콘덴서에 축적된 전기가 유리관 내에 순간적으로 흐르고, 그 때의 크세논의 원자 혹은 분자의 여기(勵起)에 의해 광이 방출된다. 이러한 크세논 플래시 램프(FL)에 있어서는, 미리 콘덴서에 축적되어 있던 정전 에너지가 0.1밀리세컨드 내지 100밀리세컨드라는 극히 짧은 광펄스로 변환되는 점으로부터, 할로겐 램프(HL)와 같은 연속 점등의 광원에 비해 극히 강한 광을 조사할 수 있다는 특징을 갖는다. 즉, 플래시 램프(FL)는, 1초 미만의 극히 짧은 시간에 순간적으로 발광하는 펄스 발광 램프이다. 또한, 플래시 램프(FL)의 발광 시간은, 플래시 램프(FL)에 전력 공급을 행하는 램프 전원의 코일 상수에 의해 조정할 수 있다.
또한, 리플렉터(52)는, 복수의 플래시 램프(FL)의 상방에 그들 전체를 덮도록 설치되어 있다. 리플렉터(52)의 기본적인 기능은, 복수의 플래시 램프(FL)로부터 출사된 플래시광을 열처리 공간(65)의 측에 반사한다는 것이다. 리플렉터(52)는 알루미늄 합금판으로 형성되어 있으며, 그 표면(플래시 램프(FL)에 임하는 측의 면)은 블라스트 처리에 의해 조면화(粗面化) 가공이 실시되어 있다.
처리 챔버(6)의 하방에 설치된 할로겐 램프 하우스(4)는, 하우징(41)의 내측에 복수 개(본 실시 형태에서는 40개)의 할로겐 램프(HL)를 내장하고 있다. 복수의 할로겐 램프(HL)는 처리 챔버(6)의 하방으로부터 하측 챔버창(64)을 개재하여 열처리 공간(65)으로의 광조사를 행한다.
도 9는, 복수의 할로겐 램프(HL)의 배치를 나타내는 평면도이다. 본 실시 형태에서는, 상하 2단으로 각 20개씩의 할로겐 램프(HL)가 배치되어 있다. 각 할로겐 램프(HL)는, 길이가 긴 원통 형상을 갖는 막대형 램프이다. 상단, 하단 모두 20개의 할로겐 램프(HL)는, 각각의 길이 방향이 유지부(7)에 유지되는 반도체 웨이퍼(W)의 주면을 따라서(즉, 수평 방향을 따라서) 서로 평행이 되도록 배열되어 있다. 따라서, 상단, 하단 모두 할로겐 램프(HL)의 배열에 의해 형성되는 평면은 수평면이다.
또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 상단, 하단 모두 유지부(7)에 유지되는 반도체 웨이퍼(W)의 중앙부에 대향하는 영역보다 주연부에 대향하는 영역에 있어서의 할로겐 램프(HL)의 배치 밀도가 높게 되어 있다. 즉, 상하단 모두, 램프 배열의 중앙부보다 주연부가 할로겐 램프(HL)의 배치 피치가 짧다. 이 때문에, 할로겐 램프(HL)로부터의 광조사에 의한 가열 시에 온도 저하가 발생하기 쉬운 반도체 웨이퍼(W)의 주연부에 의해 많은 광량의 조사를 행할 수 있다.
또한, 상단의 할로겐 램프(HL)로 이루어지는 램프군과 하단의 할로겐 램프(HL)로 이루어지는 램프군이 격자형으로 교차하도록 배열되어 있다. 즉, 상단의 각 할로겐 램프(HL)의 길이 방향과 하단의 각 할로겐 램프(HL)의 길이 방향이 직교하도록 합계 40개의 할로겐 램프(HL)가 배치되어 있다.
할로겐 램프(HL)는, 유리관 내부에 배치된 필라멘트에 통전함으로써 필라멘트를 백열화시켜 발광시키는 필라멘트 방식의 광원이다. 유리관의 내부에는, 질소나 아르곤 등의 불활성 가스에 할로겐 원소(요오드, 브롬 등)를 미량 도입한 기체가 봉입되어 있다. 할로겐 원소를 도입함으로써, 필라멘트의 절손(折損)을 억제하면서 필라멘트의 온도를 고온으로 설정하는 것이 가능해진다. 따라서, 할로겐 램프(HL)는, 통상의 백열전구에 비해 수명이 길고 또한 강한 광을 연속적으로 조사할 수 있다는 특성을 갖는다. 즉, 할로겐 램프(HL)는 적어도 1초 이상 연속하여 발광하는 연속 점등 램프이다. 또한, 할로겐 램프(HL)는 막대형 램프이므로 수명이 길고, 할로겐 램프(HL)를 수평 방향을 따르게 하여 배치함으로써 상방의 반도체 웨이퍼(W)로의 방사 효율이 뛰어난 것이 된다.
또한, 할로겐 램프 하우스(4)의 하우징(41) 내에도, 2단의 할로겐 램프(HL)의 하측에 리플렉터(43)가 설치되어 있다(도 3). 리플렉터(43)는, 복수의 할로겐 램프(HL)로부터 출사된 광을 열처리 공간(65)의 측에 반사한다.
제어부(3)는, 열처리 장치(100)에 설치된 상기의 여러 가지 동작 기구를 제어한다. 도 10은, 제어부(3)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 제어부(3)의 하드웨어로서의 구성은 일반적인 컴퓨터와 동일하다. 즉, 제어부(3)는, 각종 연산 처리를 행하는 회로인 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 독출 전용의 메모리인 ROM, 각종 정보를 기억하는 읽고 쓰기가 가능한 메모리인 RAM 및 제어용 소프트웨어나 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크(35)를 구비하고 있다. 제어부(3)의 CPU가 소정의 처리 프로그램을 실행함으로써 열처리 장치(100)에 있어서의 처리가 진행한다. 또한, 도 1에 있어서는, 인덱서부(101) 내에 제어부(3)를 나타내고 있는데, 이것에 한정되는 것은 아니며, 제어부(3)는 열처리 장치(100) 내의 임의의 위치에 배치할 수 있다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 제어부(3)는 등록부(31)를 구비한다. 등록부(31)는, 제어부(3)의 CPU가 소정의 처리 프로그램을 실행함으로써 실현되는 기능 처리부이다. 등록부(31)의 처리 내용에 대해서는 추가로 후술한다.
또한, 제어부(3)에는 표시부(34), 입력부(33) 및 로드 포트(110)의 바코드 리더(115)가 접속되어 있다. 제어부(3)는, 표시부(34)에 여러 가지 정보를 표시한다. 열처리 장치(100)의 오퍼레이터는, 표시부(34)에 표시된 정보를 확인하면서, 입력부(33)로부터 여러 가지 커맨드나 파라미터를 입력할 수 있다. 입력부(33)로서는, 예를 들면, 키보드나 마우스를 이용할 수 있다. 표시부(34)로서는, 예를 들면, 액정 디스플레이를 이용할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 표시부(34) 및 입력부(33)로서, 열처리 장치(100)의 외벽에 설치된 액정의 터치 패널을 채용하여 쌍방의 기능을 겸비하도록 하고 있다.
상기의 구성 이외에도 열처리부(160)는, 반도체 웨이퍼(W)의 열처리 시에 할로겐 램프(HL) 및 플래시 램프(FL)로부터 발생하는 열에너지에 의한 할로겐 램프 하우스(4), 플래시 램프 하우스(5) 및 처리 챔버(6)의 과잉된 온도 상승을 방지하기 위해, 여러 가지 냉각용의 구조를 구비하고 있다. 예를 들면, 처리 챔버(6)의 벽체에는 수냉관(도시 생략)이 설치되어 있다. 또한, 할로겐 램프 하우스(4) 및 플래시 램프 하우스(5)는, 내부에 기체류를 형성하여 배열(排熱)하는 공랭 구조로 되어 있다. 또한, 상측 챔버창(63)과 램프광 방사창(53)의 간극에도 공기가 공급되어, 플래시 램프 하우스(5) 및 상측 챔버창(63)을 냉각한다.
다음으로, 본 발명과 관련되는 열처리 장치(100)의 처리 동작에 대해 설명한다. 여기에서는, 통상의 반도체 웨이퍼(W)에 대한 처리 동작에 대해 설명한 후, 더미 웨이퍼의 관리에 대해 설명한다. 처리 대상이 되는 반도체 웨이퍼(W)는 이온 주입법에 의해 불순물(이온)이 첨가된 반도체 기판이다. 그 불순물의 활성화가 열처리 장치(100)에 의한 플래시광 조사 가열 처리(어닐링)에 의해 실행된다.
우선, 불순물이 주입된 미처리의 반도체 웨이퍼(W)가 캐리어(C)에 복수 장 수용된 상태에서 인덱서부(101)의 로드 포트(110)에 재치된다. 그리고, 수도 로봇(120)이 캐리어(C)로부터 미처리의 반도체 웨이퍼(W)를 1장씩 취출하고, 얼라인먼트부(230)의 얼라인먼트 챔버(231)에 반입한다. 얼라인먼트 챔버(231)에서는, 반도체 웨이퍼(W)를 그 중심부를 회전 중심으로서 수평면 내에서 연직 방향축 둘레에서 회전시켜, 노치 등을 광학적으로 검출함으로써 반도체 웨이퍼(W)의 방향을 조정한다.
다음으로, 인덱서부(101)의 수도 로봇(120)이 얼라인먼트 챔버(231)로부터 방향이 조정된 반도체 웨이퍼(W)를 취출하고, 냉각부(130)의 제1 쿨 챔버(131) 또는 냉각부(140)의 제2 쿨 챔버(141)에 반입한다. 제1 쿨 챔버(131) 또는 제2 쿨 챔버(141)에 반입된 미처리의 반도체 웨이퍼(W)는 반송 로봇(150)에 의해 반송 챔버(170)에 반출된다. 미처리의 반도체 웨이퍼(W)가 인덱서부(101)로부터 제1 쿨 챔버(131) 또는 제2 쿨 챔버(141)를 거쳐 반송 챔버(170)에 이송될 때에는, 제1 쿨 챔버(131) 및 제2 쿨 챔버(141)는 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 위한 패스로서 기능하는 것이다.
반도체 웨이퍼(W)를 취출한 반송 로봇(150)은 열처리부(160)를 향하도록 선회한다. 이어서, 게이트 밸브(185)가 처리 챔버(6)와 반송 챔버(170)의 사이를 개방하고, 반송 로봇(150)이 미처리의 반도체 웨이퍼(W)를 처리 챔버(6)에 반입한다. 이 때, 선행하는 가열 처리가 끝난 반도체 웨이퍼(W)가 처리 챔버(6)에 존재하고 있는 경우에는, 반송 핸드(151a, 151b)의 한쪽에 의해 가열 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 취출하고 나서 미처리의 반도체 웨이퍼(W)를 처리 챔버(6)에 반입하고 웨이퍼 교체를 행한다. 그 후, 게이트 밸브(185)가 처리 챔버(6)와 반송 챔버(170)의 사이를 폐쇄한다.
처리 챔버(6)에 반입된 반도체 웨이퍼(W)에는, 할로겐 램프(HL)에 의해 예비 가열이 행해진 후, 플래시 램프(FL)로부터의 플래시광 조사에 의해 플래시 가열 처리가 행해진다. 이 플래시 가열 처리에 의해 반도체 웨이퍼(W)에 주입된 불순물의 활성화가 행해진다.
플래시 가열 처리가 종료한 후, 게이트 밸브(185)가 처리 챔버(6)와 반송 챔버(170)의 사이를 재차 개방하고, 반송 로봇(150)이 처리 챔버(6)로부터 플래시 가열 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 반송 챔버(170)에 반출한다. 반도체 웨이퍼(W)를 취출한 반송 로봇(150)은, 처리 챔버(6)로부터 제1 쿨 챔버(131) 또는 제2 쿨 챔버(141)를 향하도록 선회한다. 또한, 게이트 밸브(185)가 처리 챔버(6)와 반송 챔버(170)의 사이를 폐쇄한다.
그 후, 반송 로봇(150)이 가열 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 냉각부(130)의 제1 쿨 챔버(131) 또는 냉각부(140)의 제2 쿨 챔버(141)에 반입한다. 이 때, 당해 반도체 웨이퍼(W)가 가열 처리 전에 제1 쿨 챔버(131)를 통과하여 오고 있는 경우에는 가열 처리 후에도 제1 쿨 챔버(131)에 반입되고, 가열 처리 전에 제2 쿨 챔버(141)를 통과하여 오고 있는 경우에는 가열 처리 후에도 제2 쿨 챔버(141)에 반입된다. 제1 쿨 챔버(131) 또는 제2 쿨 챔버(141)에서는, 플래시 가열 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)의 냉각 처리가 행해진다. 열처리부(160)의 처리 챔버(6)로부터 반출된 시점에서의 반도체 웨이퍼(W) 전체의 온도는 비교적 고온이므로, 이것을 제1 쿨 챔버(131) 또는 제2 쿨 챔버(141)에서 상온 근방으로까지 냉각하는 것이다.
소정의 냉각 처리 시간이 경과한 후, 수도 로봇(120)이 냉각 후의 반도체 웨이퍼(W)를 제1 쿨 챔버(131) 또는 제2 쿨 챔버(141)로부터 반출하고, 캐리어(C)로 반환한다. 캐리어(C)에 소정 장수의 처리가 끝난 반도체 웨이퍼(W)가 수용되면, 그 캐리어(C)는 인덱서부(101)의 로드 포트(110)로부터 반출된다.
열처리부(160)에 있어서의 가열 처리에 대해 설명을 계속한다. 처리 챔버(6)로의 반도체 웨이퍼(W)의 반입에 앞서, 급기를 위한 밸브(84)가 개방됨과 더불어, 배기용의 밸브(89, 192)가 개방되어 처리 챔버(6) 내에 대한 급배기가 개시된다. 밸브(84)가 개방되면, 가스 공급 구멍(81)으로부터 열처리 공간(65)으로 질소 가스가 공급된다. 또한, 밸브(89)가 개방되면, 가스 배기 구멍(86)으로부터 처리 챔버(6) 내의 기체가 배기된다. 이것에 의해, 처리 챔버(6) 내의 열처리 공간(65)의 상부로부터 공급된 질소 가스가 하방으로 흐르고, 열처리 공간(65)의 하부로부터 배기된다.
또한, 밸브(192)가 개방됨으로써, 반송 개구부(66)로부터도 처리 챔버(6) 내의 기체가 배기된다. 또한, 도시 생략한 배기 기구에 의해 이재 기구(10)의 구동부 주변의 분위기도 배기된다. 또한, 열처리부(160)에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 열처리 시에는 질소 가스가 열처리 공간(65)으로 계속적으로 공급되고 있으며, 그 공급량은 처리 공정에 따라 적절히 변경된다.
이어서, 게이트 밸브(185)가 열려 반송 개구부(66)가 개방되고, 반송 로봇(150)에 의해 반송 개구부(66)를 개재하여 처리 대상이 되는 반도체 웨이퍼(W)가 처리 챔버(6) 내의 열처리 공간(65)으로 반입된다. 반송 로봇(150)은, 미처리의 반도체 웨이퍼(W)를 유지하는 반송 핸드(151a)(또는 반송 핸드(151b))를 유지부(7)의 바로 위쪽 위치까지 진출시키고 정지시킨다. 그리고, 이재 기구(10)의 한 쌍의 이재 아암(11)이 퇴피 위치로부터 이재 동작 위치에 수평 이동하여 상승함으로써, 리프트핀(12)이 관통 구멍(79)을 통과하여 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)의 상면으로부터 돌출하고 반도체 웨이퍼(W)를 수취한다. 이 때, 리프트핀(12)은 기판 지지핀(77)의 상단보다 상방으로까지 상승한다.
미처리의 반도체 웨이퍼(W)가 리프트핀(12)에 재치된 후, 반송 로봇(150)이 반송 핸드(151a)를 열처리 공간(65)으로부터 퇴출시키고, 게이트 밸브(185)에 의해 반송 개구부(66)가 폐쇄된다. 그리고, 한 쌍의 이재 아암(11)이 하강함으로써, 반도체 웨이퍼(W)는 이재 기구(10)로부터 유지부(7)의 서셉터(74)에 수도되어 수평 자세로 하방으로부터 유지된다. 반도체 웨이퍼(W)는, 유지 플레이트(75) 상에 세워져 설치된 복수의 기판 지지핀(77)에 의해 지지되고 서셉터(74)에 유지된다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)는, 패턴 형성이 이루어져 불순물이 주입된 표면을 상면으로 하여 유지부(7)에 유지된다. 복수의 기판 지지핀(77)에 의해 지지된 반도체 웨이퍼(W)의 이면(표면과는 반대측의 주면)과 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)의 사이에는 소정의 간격이 형성된다. 서셉터(74)의 하방으로까지 하강한 한 쌍의 이재 아암(11)은 수평 이동 기구(13)에 의해 퇴피 위치, 즉 오목부(62)의 내측으로 퇴피된다.
반도체 웨이퍼(W)가 유지부(7)의 서셉터(74)에 의해 수평 자세로 하방으로부터 유지된 후, 40개의 할로겐 램프(HL)가 일제히 점등하여 예비 가열(어시스트 가열)이 개시된다. 할로겐 램프(HL)로부터 출사된 할로겐광은, 석영으로 형성된 하측 챔버창(64) 및 서셉터(74)를 투과하여 반도체 웨이퍼(W)의 하면으로부터 조사된다. 할로겐 램프(HL)로부터의 광조사를 받음으로써 반도체 웨이퍼(W)가 예비 가열되어 온도가 상승한다. 또한, 이재 기구(10)의 이재 아암(11)은 오목부(62)의 내측으로 퇴피되어 있기 때문에, 할로겐 램프(HL)에 의한 가열의 장해가 되는 않는다.
할로겐 램프(HL)에 의한 예비 가열을 행할 때에는, 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 방사 온도계(20)에 의해 측정되고 있다. 즉, 서셉터(74)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 하면으로부터 개구부(78)를 개재하여 방사된 적외광을 방사 온도계(20)가 수광하여 승온 중의 웨이퍼 온도를 측정한다. 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 온도는 제어부(3)에 전달된다. 제어부(3)는, 할로겐 램프(HL)로부터의 광조사에 의해 승온하는 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 소정의 예비 가열 온도(T1)에 도달하였는지 여부를 감시하면서, 할로겐 램프(HL)의 출력을 제어한다. 즉, 제어부(3)는, 방사 온도계(20)에 의한 측정치에 의거하여, 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 예비 가열 온도(T1)가 되도록 할로겐 램프(HL)의 출력을 피드백 제어한다. 예비 가열 온도(T1)는, 반도체 웨이퍼(W)에 첨가된 불순물이 열에 의해 확산될 우려가 없는, 600℃ 내지 800℃ 정도로 된다(본 실시의 형태에서는 700℃).
반도체 웨이퍼(W)의 온도가 예비 가열 온도(T1)에 도달한 후, 제어부(3)는 반도체 웨이퍼(W)를 그 예비 가열 온도(T1)로 잠시 유지한다. 구체적으로는, 방사 온도계(20)에 의해 측정되는 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 예비 가열 온도(T1)에 도달한 시점에서 제어부(3)가 할로겐 램프(HL)의 출력을 조정하여, 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 거의 예비 가열 온도(T1)로 유지하고 있다.
이러한 할로겐 램프(HL)에 의한 예비 가열을 행함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 전체를 예비 가열 온도(T1)로 균일하게 승온시키고 있다. 할로겐 램프(HL)에 의한 예비 가열의 단계에 있어서는, 보다 방열이 발생하기 쉬운 반도체 웨이퍼(W)의 주연부의 온도가 중앙부보다 저하하는 경향이 있는데, 할로겐 램프 하우스(4)에 있어서의 할로겐 램프(HL)의 배치 밀도는, 반도체 웨이퍼(W)의 중앙부에 대향하는 영역보다 주연부에 대향하는 영역이 높게 되어 있다. 이 때문에, 방열이 발생하기 쉬운 반도체 웨이퍼(W)의 주연부에 조사되는 광량이 많아져, 예비 가열 단계에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 면내 온도 분포를 균일한 것으로 할 수 있다.
반도체 웨이퍼(W)의 온도가 예비 가열 온도(T1)에 도달하여 소정 시간이 경과한 시점에서 플래시 램프(FL)가 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 플래시광 조사를 행한다. 이 때, 플래시 램프(FL)로부터 방사되는 플래시광의 일부는 직접 처리 챔버(6) 내로 향하고, 다른 일부는 일단 리플렉터(52)에 의해 반사되고 나서 처리 챔버(6) 내로 향하며, 이러한 플래시광의 조사에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 플래시 가열이 행해진다.
플래시 가열은, 플래시 램프(FL)로부터의 플래시광(섬광) 조사에 의해 행해지므로, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 단시간에 상승시킬 수 있다. 즉, 플래시 램프(FL)로부터 조사되는 플래시광은, 미리 콘덴서에 축적되어 있던 정전 에너지가 극히 짧은 광펄스로 변환된, 조사 시간이 0.1밀리세컨드 이상 100밀리세컨드 이하 정도의 극히 짧고 강한 섬광이다. 그리고, 플래시 램프(FL)로부터의 플래시광 조사에 의해 플래시 가열되는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는, 순간적으로 1000℃ 이상의 처리 온도(T2)까지 상승하며, 반도체 웨이퍼(W)에 주입된 불순물이 활성화 된 후, 표면 온도가 급속히 하강한다. 이와 같이, 플래시 가열에서는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 극히 단시간에 승강시킬 수 있기 때문에, 반도체 웨이퍼(W)에 주입된 불순물의 열에 의한 확산을 억제하면서 불순물의 활성화를 행할 수 있다. 또한, 불순물의 활성화에 필요한 시간은 그 열 확산에 필요한 시간과 비교하여 극히 짧기 때문에, 0.1밀리세컨드 내지 100밀리세컨드 정도의 확산이 발생하지 않는 단시간이어도 활성화는 완료된다.
플래시 가열 처리가 종료한 후, 소정 시간 경과 후에 할로겐 램프(HL)가 소등한다. 이것에 의해, 반도체 웨이퍼(W)가 예비 가열 온도(T1)로부터 급속히 강온한다. 강온 중의 반도체 웨이퍼(W)의 온도는 방사 온도계(20)에 의해 측정되며, 그 측정 결과는 제어부(3)에 전달된다. 제어부(3)는, 방사 온도계(20)의 측정 결과로부터 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 소정 온도까지 강온하였는지 여부를 감시한다. 그리고, 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 소정 이하로까지 강온한 후, 이재 기구(10)의 한 쌍의 이재 아암(11)이 재차 퇴피 위치로부터 이재 동작 위치로 수평 이동하여 상승함으로써, 리프트핀(12)이 서셉터(74)의 상면으로부터 돌출하고 열처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 서셉터(74)로부터 수취한다. 이어서, 게이트 밸브(185)에 의해 폐쇄되어 있던 반송 개구부(66)가 개방되어, 리프트핀(12) 상에 재치된 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)가 반송 로봇(150)의 반송 핸드(151b)(또는 반송 핸드(151a))에 의해 반출된다. 반송 로봇(150)은, 반송 핸드(151b)를 리프트핀(12)에 의해 밀어 올려진 반도체 웨이퍼(W)의 바로 아래쪽 위치로까지 진출시키고 정지시킨다. 그리고, 한 쌍의 이재 아암(11)이 하강함으로써, 플래시 가열 후의 반도체 웨이퍼(W)가 반송 핸드(151b)로 넘겨져 재치된다. 그 후, 반송 로봇(150)이 반송 핸드(151b)를 처리 챔버(6)로부터 퇴출시키고 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 반출한다.
그런데, 전형적으로는, 반도체 웨이퍼(W)의 처리는 로트 단위로 행해진다. 로트란, 동일 조건에서 동일 내용의 처리를 행하는 대상이 되는 1세트의 반도체 웨이퍼(W)이다. 본 실시 형태의 열처리 장치(100)에 있어서도, 로트를 구성하는 복수 장(예를 들면, 25장)의 반도체 웨이퍼(W)가 1개의 캐리어(C)에 수용되어 인덱서부(101)의 로드 포트(110)에 재치되고, 그 캐리어(C)로부터 반도체 웨이퍼(W)가 1장씩 순차적으로 처리 챔버(6)에 반입되고 가열 처리가 행해진다.
여기서, 잠시 처리를 행하지 않았던 열처리 장치(100)에서 로트의 처리를 개시하는 경우, 대체로 실온의 처리 챔버(6)에 로트의 최초의 반도체 웨이퍼(W)가 반입되고 예비 가열 및 플래시 가열 처리가 행해지게 된다. 이러한 경우는, 예를 들면, 메인터넌스 후에 열처리 장치(100)가 기동되고 나서 최초의 로트를 처리하는 경우나 앞의 로트를 처리한 후에 장시간이 경과했을 경우 등이다. 가열 처리 시에는, 승온한 반도체 웨이퍼(W)로부터 서셉터(74) 등의 챔버 내 구조물에 열전도가 발생하기 때문에, 초기에는 실온이었던 서셉터(74)가 반도체 웨이퍼(W)의 처리 장수가 증가함에 따라 서서히 축열에 의해 승온하게 된다. 또한, 할로겐 램프(HL)로부터 출사된 적외광의 일부는 하측 챔버창(64)에 흡수되므로, 반도체 웨이퍼(W)의 처리 장수가 증가함에 따라 하측 챔버창(64)의 온도도 서서히 승온하게 된다.
그리고, 약 10장의 반도체 웨이퍼(W)의 가열 처리가 행해졌을 때 서셉터(74) 및 하측 챔버창(64)의 온도가 일정한 안정 온도에 도달한다. 안정 온도에 도달한 서셉터(74)에서는, 반도체 웨이퍼(W)로부터 서셉터(74)로의 전열량과 서셉터(74)로부터의 방열량이 균형하게 된다. 서셉터(74)의 온도가 안정 온도에 도달할 때까지는, 반도체 웨이퍼(W)로부터의 전열량이 서셉터(74)로부터의 방열량보다 많기 때문에, 반도체 웨이퍼(W)의 처리 장수가 증가함에 따라 서셉터(74)의 온도가 서서히 축열에 의해 상승한다. 이것에 대해서, 서셉터(74)의 온도가 안정 온도에 도달한 후에는, 반도체 웨이퍼(W)로부터의 전열량과 서셉터(74)로부터의 방열량이 균형하게 되므로, 서셉터(74)의 온도는 일정한 안정 온도로 유지되게 된다. 또한, 하측 챔버창(64)의 온도가 안정 온도에 도달한 후에는, 하측 챔버창(64)이 할로겐 램프(HL)의 조사광으로부터 흡수하는 열량과 하측 챔버창(64)으로부터 방출되는 열량이 균형하게 되므로, 하측 챔버창(64)의 온도도 일정한 안정 온도로 유지되게 된다.
이와 같이 실온의 처리 챔버(6)에서 처리를 개시하면, 로트의 초기의 반도체 웨이퍼(W)와 도중으로부터의 반도체 웨이퍼(W)에서 처리 챔버(6)의 구조물의 온도가 다른 것에 기인하여 온도 이력이 불균일하게 된다는 문제가 있었다. 또한, 초기의 반도체 웨이퍼(W)에 대해서는 저온의 서셉터(74)에 지지되어 플래시 가열 처리가 행해지기 때문에 웨이퍼 휨이 발생하기도 했다. 이 때문에, 로트의 처리를 개시하기 전에, 처리 대상이 아닌 더미 웨이퍼를 처리 챔버(6) 내에 반입하고 처리 대상의 반도체 웨이퍼(W)와 동일한 예비 가열 및 플래시 가열 처리를 행하여 서셉터(74) 등의 챔버 내 구조물을 안정 온도로 승온시키는 더미 러닝이 실시되고 있다. 10장 정도의 더미 웨이퍼에 예비 가열 및 플래시 가열 처리를 행함으로써, 서셉터(74) 등의 챔버 내 구조물을 안정 온도로 승온시킬 수 있다. 이러한 더미 러닝은, 실온의 처리 챔버(6)에서 처리를 개시하는 경우뿐만 아니라, 예비 가열 온도(T1)나 처리 온도(T2)를 변경하는 경우에도 실행된다. 기술한 바와 같이, 더미 웨이퍼에는 반복하여 예비 가열 및 플래시 가열 처리가 행해지므로, 웨이퍼 균열이나 휨이 발생하기 쉽고, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 적절히 관리하는 것이 필요로 된다. 이하, 열처리 장치(100)에 있어서의 더미 웨이퍼의 관리에 대해 설명한다.
도 11은, 본 발명과 관련되는 열처리 장치(100)에 있어서의 더미 웨이퍼의 관리 순서를 나타내는 플로차트이다. 더미 웨이퍼는, 처리 대상이 되는 반도체 웨이퍼(W)와 동일한 원판 형상의 실리콘 웨이퍼이며, 반도체 웨이퍼(W)와 동일한 사이즈 및 형상을 갖는다. 단, 더미 웨이퍼에는, 패턴 형성이나 이온 주입은 이루어지지 않았다. 즉, 더미 웨이퍼는 이른바 베어 웨이퍼이다. 상술한 더미 러닝에 사용하는 더미 웨이퍼는, 통상의 반도체 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(C)와는 다른 더미 웨이퍼 전용의 캐리어(C)(더미 캐리어)에 수용되어 운용된다. 더미 러닝을 행할 때에는, 그 더미 웨이퍼 전용의 캐리어(C)가 열처리 장치(100)에 반입되어 인덱서부(101)의 로드 포트(110)에 재치된다(단계(S1)). 또한, 더미 웨이퍼 전용의 캐리어(C)의 형태는 통상의 반도체 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(C)와 동일하며, 본 실시 형태에서는 FOUP이다.
캐리어(C)가 로드 포트(110)에 재치되면, 당해 캐리어(C)에 붙어 있는 태그의 바코드를 바코드 리더(115)가 읽어냄으로써 캐리어 ID를 취득한다(단계(S2)). 캐리어 ID는, 복수의 캐리어(C)를 식별하기 위한 부호이며, 예를 들면, 영자와 숫자의 조합에 의해 구성된다. 캐리어 ID는, 열처리 장치(100)가 설치된 공장에서 운용되고 있는 복수의 캐리어(C)(통상의 반도체 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(C)를 포함한다)의 각각에 고유하게 부여되어 있다. 바코드 리더(115)가 읽어낸 캐리어 ID는 제어부(3)에 전달된다.
다음으로, 표시부(34)에 캐리어 ID의 인증 화면이 표시된다(단계(S3)). 도 12는, 표시부(34)에 표시된 캐리어 ID의 인증 화면의 일례를 나타내는 도면이다. 인증 화면(210)의 ID 표시란(212)에는, 바코드 리더(115)에 의해 읽어내진 캐리어 ID, 즉, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)의 캐리어 ID가 표시된다.
열처리 장치(100)의 오퍼레이터는, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)를 더미 웨이퍼 전용의 더미 캐리어로서 새롭게 등록하는지 여부를 선택한다(단계(S4)). 오퍼레이터는, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)를 더미 캐리어로서 새롭게 등록하는 경우에는, 인증 화면(210)에 표시된 "ON" 버튼(213)을 선택한다. 한편, 오퍼레이터는, 당해 캐리어(C)를 새롭게 등록하지 않는 경우에는, 인증 화면(210)에 표시된 "OFF" 버튼(214)을 선택한다. 오퍼레이터는, 전형적으로는, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)가 아직도 더미 캐리어로서 등록되지 않은 경우에 당해 캐리어(C)를 등록하기 위해서 "ON" 버튼(213)을 선택한다. 또한, 오퍼레이터는, 당해 캐리어(C)가 이미 더미 캐리어로서 등록되어 있는 경우에는, 다시 등록할 필요가 없으므로 "OFF" 버튼(214)을 선택한다.
인증 화면(210)에서 "ON" 버튼(213)이 선택되었을 경우에는, 단계(S5)로 진행되어, 제어부(3)의 등록부(31)가 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)가 이미 더미 캐리어로서 등록되어 있는지 여부를 확인한다. 제어부(3)의 기억부인 자기 디스크(35)에는 더미 데이터베이스(39)가 격납되어 있다(도 10 참조). 더미 데이터베이스(39)는, 더미 캐리어의 캐리어 ID와 그 더미 캐리어에 수용된 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 관련지어 등록한 데이터베이스이다. 등록부(31)는, 인증 화면(210)에서 "ON" 버튼(213)이 선택된 조작에 응답하여 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)의 캐리어 ID가 더미 데이터베이스(39)에 이미 등록되어 있는지 여부를 판정하는 것이다.
상술한 바와 같이, 일반적으로는, 오퍼레이터가 "ON" 버튼(213)을 선택하는 것은, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)가 아직도 더미 캐리어로서 등록되지 않은 경우이지만, 당해 캐리어(C) 내의 더미 웨이퍼를 전부 새로운 더미 웨이퍼로 교환했을 경우 등에는 이미 등록이 끝난 더미 캐리어를 다시 등록하기도 한다. 이러한 경우에는, 인증 화면(210)에서 "ON" 버튼(213)이 선택되고, 또한, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)의 캐리어 ID가 더미 데이터베이스(39)에 이미 등록되어 있는 상황이 발생하게 된다.
단계(S5)에서, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)가 이미 더미 캐리어로서 더미 데이터베이스(39)에 등록되어 있다고 판정되었을 경우에는, 단계(S6)로 진행되어, 등록부(31)가 당해 캐리어(C)의 캐리어 ID를 더미 데이터베이스(39)에 덮어쓰기한다. 그리고, 등록부(31)는, 더미 데이터베이스(39)에서 당해 캐리어(C)의 캐리어 ID와 관련지어져 있는 복수의 더미 웨이퍼의 처리 이력을 나타내는 파라미터를 초기화한다(단계(S8)).
본 실시 형태에 있어서는, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 나타내는 파라미터로서 할로겐 램프(HL)에 의한 예비 가열의 회수 및 플래시 램프(FL)에 의한 플래시 가열의 회수를 채용하고 있다. 단계(S8)에서 파라미터를 초기화할 때에는, 등록부(31)가 더미 데이터베이스(39)에서 상기 캐리어(C)의 캐리어 ID와 관련지어져 있는 복수의 더미 웨이퍼의 예비 가열의 회수 및 플래시 가열의 회수를 0으로 리셋한다.
한편, 단계(S5)에서, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)가 더미 데이터베이스(39)에 등록되지 않았다고 판정되었을 경우에는, 단계(S7)로 진행되어, 등록부(31)가 당해 캐리어(C)의 캐리어 ID를 더미 데이터베이스(39)에 신규로 등록한다. 그리고, 단계(S8)로 진행되어, 등록부(31)는 신규로 등록한 캐리어 ID와 관련지어진 복수의 더미 웨이퍼의 파라미터를 초기화한다. 구체적으로는, 등록부(31)는, 신규로 등록한 캐리어 ID와 관련지어진 복수의 더미 웨이퍼의 예비 가열의 회수 및 플래시 가열의 회수를 0으로 설정한다.
이어서, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)에 수용된 더미 웨이퍼에 대한 더미 열처리가 실행된다(단계(S9)). 더미 웨이퍼에 대한 더미 열처리는, 상술한 처리 대상이 되는 반도체 웨이퍼(W)에 대한 통상의 열처리와 동일하다. 즉, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)에 수용된 더미 웨이퍼가 열처리부(160)의 처리 챔버(6)로 반송된다. 열처리부(160)에서는, 할로겐 램프(HL)로부터의 광조사에 의해 더미 웨이퍼를 예비 가열한 후, 그 더미 웨이퍼의 표면에 플래시 램프(FL)로부터 플래시광을 조사하여 플래시 가열을 행한다. 그 후, 처리 챔버(6)로부터 반출된 더미 웨이퍼가 원래의 캐리어(C)로 반환된다. 전형적으로는, 10장 정도의 더미 웨이퍼를 순차적으로 캐리어(C)로부터 처리 챔버(6)에 반송하여 더미 열처리를 행하고, 당해 더미 웨이퍼를 재차 캐리어(C)에 되돌린다. 이러한 더미 러닝을 행함으로써, 서셉터(74) 등의 챔버 내 구조물을 목표로 하는 안정 온도로 온도 조절할 수 있다.
더미 웨이퍼에 대한 더미 열처리가 완료할 때마다 등록부(31)가 더미 데이터베이스(39)에 기록되어 있는 당해 더미 웨이퍼의 파라미터를 갱신한다(단계(S10)). 구체적으로는, 예를 들면, 캐리어 ID "A145"의 캐리어(C)의 슬롯 번호 23번에 수용되어 있는 더미 웨이퍼에 대해서 할로겐 램프(HL)에 의한 예비 가열 및 플래시 램프(FL)에 의한 플래시 가열을 행했을 때에는, 등록부(31)가 캐리어 ID "A145"의 슬롯 번호 23번의 더미 웨이퍼의 예비 가열의 회수 및 플래시 가열의 회수를 각각 1씩 인크리먼트한다.
한편, 단계(S4)에서 "OFF" 버튼(214)이 선택되었을 경우에는, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)가 이미 더미 캐리어로서 더미 데이터베이스(39)에 등록되어 있는 경우이며, 재차 캐리어(C)의 등록이나 파라미터의 초기화는 행하지 않는다. 등록부(31)는, 바코드 리더(115)에 의해 읽어내진 캐리어 ID를 더미 데이터베이스(39)로부터 검색하여 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)를 특정한다. 그리고, 단계(S4)로부터 직접 단계(S9)로 진행되어, 로드 포트(110)에 재치된 캐리어(C)에 수용된 더미 웨이퍼에 대한 더미 열처리가 실행된다. 이어서, 단계(S10)로 진행되어, 더미 웨이퍼에 대한 더미 열처리가 완료할 때마다 등록부(31)가 더미 데이터베이스(39)에 기록되어 있는 당해 더미 웨이퍼의 파라미터를 갱신한다.
또한, 열처리 장치(100)의 오퍼레이터가 인증 화면(210)에 표시된 관리 테이블 버튼(215)을 선택하는 등에 의해 표시부(34)에 더미 웨이퍼 관리 테이블이 표시된다. 도 13은, 더미 웨이퍼 관리 테이블의 일례를 나타내는 도면이다. 더미 웨이퍼 관리 테이블(250)에는, 선택 박스(251)가 표시된다. 도 13의 예에서는, 선택 박스(251)로부터 10의 등록을 끝낸 더미 캐리어 중 어느 한개를 선택할 수 있다. 오퍼레이터는, 선택 박스(251)로부터 원하는 더미 캐리어를 선택할 수 있으며, 도 13의 예에서는 No.4의 더미 캐리어를 선택하고 있다.
더미 웨이퍼 관리 테이블(250)의 ID 표시란(252)에는, 선택 박스(251)에서 선택된 더미 캐리어의 캐리어 ID가 표시된다. 또한, 오퍼레이터는, 더미 웨이퍼 관리 테이블(250)의 ID 표시란(252)으로부터 미등록의 캐리어(C)의 캐리어 ID를 입력함으로써 당해 캐리어(C)를 더미 캐리어로서 등록하도록 할 수도 있다.
더미 웨이퍼 관리 테이블(250)의 처리 이력 표시란(255)에는, 더미 데이터베이스(39)에 등록되어 있는 파라미터 중 선택 박스(251)에서 선택된 캐리어(C)의 캐리어 ID와 관련지어진 파라미터가 표시된다. 예를 들면, 선택 박스(251)로부터 캐리어 ID "A145"의 캐리어(C)가 선택되어 있을 때에는, 더미 데이터베이스(39)에서 캐리어 ID "A145"와 관련지어진 복수(여기에서는 25장)의 더미 웨이퍼의 파라미터가 처리 이력 표시란(255)에 표시된다. 본 실시 형태에 있어서는, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 나타내는 파라미터로서 예비 가열의 회수 및 플래시 가열의 회수가 더미 데이터베이스(39)에 기록되어 있기 때문에, 캐리어 ID "A145"의 캐리어(C)에 수용되어 있는 복수의 더미 웨이퍼의 예비 가열 회수 및 플래시 가열 회수가 처리 이력 표시란(255)에 표시된다.
열처리 장치(100)의 오퍼레이터가 선택 박스(251)로부터 원하는 캐리어(C)를 선택함으로써, 처리 이력 표시란(255)에는 당해 캐리어(C)에 수용되어 있는 복수의 더미 웨이퍼의 예비 가열 회수 및 플래시 가열 회수가 표시되게 된다. 오퍼레이터는, 처리 이력 표시란(255)에 표시된 더미 웨이퍼의 예비 가열 회수 및 플래시 가열 회수를 확인함으로써, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 적절히 관리할 수 있다.
예를 들면, 처리 이력 표시란(255)을 확인함으로써, 캐리어 ID "A145"의 캐리어(C)의 슬롯 번호 24번에 수용되어 있는 더미 웨이퍼의 플래시 가열 회수가 50회를 초과하고 있는 것을 인식한 오퍼레이터는 당해 더미 웨이퍼의 수명이 가깝고 교환이 필요하다고 판단할 수 있다. 당해 캐리어(C)의 슬롯 번호 24번의 더미 웨이퍼를 새로운 더미 웨이퍼로 교환했을 때에는, 오퍼레이터가 슬롯 번호 24번의 "Clear" 버튼(256)을 선택함으로써, 그 슬롯 번호 24번의 더미 웨이퍼의 파라미터(예비 가열 회수 및 플래시 가열 회수)가 0으로 리셋된다. 또한, 당해 캐리어(C)에 수용되어 있는 모든 더미 웨이퍼를 새로운 더미 웨이퍼로 교환했을 때에는, 오퍼레이터가 "All Clear" 버튼(257)을 선택함으로써, 모든 더미 웨이퍼의 파라미터가 0으로 초기화된다. 또한, 더미 웨이퍼 관리 테이블(250)을 닫을 때에는, 오퍼레이터가 "Close" 버튼(258)을 선택하면 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 복수의 더미 웨이퍼를 수용하는 캐리어(C)를 더미 캐리어로서 등록하고, 그들 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력과 당해 캐리어(C)를 관련지은 더미 데이터베이스(39)를 유지하고 있다. 그리고, 더미 데이터베이스(39)에 등록되어 있는 더미 웨이퍼의 처리 이력이 더미 웨이퍼 관리 테이블(250)에 표시된다. 열처리 장치(100)의 오퍼레이터는, 더미 웨이퍼 관리 테이블(250)에 표시된 정보를 확인함으로써, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 적절히 관리할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명했는데, 이 발명은 그 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 여러 가지 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에 있어서는, 더미 웨이퍼의 처리 이력을 나타내는 파라미터로서 예비 가열의 회수 및 플래시 가열의 회수를 이용하고 있었는데, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 더미 웨이퍼의 오염도를 처리 이력을 나타내는 파라미터로서 채용하도록 해도 된다. 반응성의 처리 가스의 분위기 중에서 더미 열처리를 행했을 경우에는, 더미 웨이퍼의 표면에 막이 형성되고 오염도가 상승하게 된다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 더미 열처리로서 할로겐 램프(HL)에 의한 예비 가열 및 플래시 램프(FL)에 의한 플래시 가열의 쌍방을 행하고 있었는데, 어느 한쪽만을 행하도록 해도 된다. 이 경우, 처리 이력 표시란(255)에 표시되는 예비 가열 회수와 플래시 가열 회수가 다르게 된다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 플래시 램프 하우스(5)에 30개의 플래시 램프(FL)를 구비하도록 하고 있었는데, 이것에 한정되는 것은 아니며, 플래시 램프(FL)의 개수는 임의의 수로 할 수 있다. 또한, 플래시 램프(FL)는 크세논 플래시 램프에 한정되는 것은 아니며, 크립톤 플래시 램프여도 된다. 또한, 할로겐 램프 하우스(4)에 구비하는 할로겐 램프(HL)의 개수도 40개로 한정되는 것은 아니며, 임의의 수로 할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 1초 이상 연속하여 발광하는 연속 점등 램프로서 필라멘트 방식의 할로겐 램프(HL)를 이용하고 반도체 웨이퍼(W)의 예비 가열을 행하고 있었는데, 이것에 한정되는 것은 아니며, 할로겐 램프(HL)를 대신하여 방전형의 아크 램프(예를 들면, 크세논 아크 램프)를 연속 점등 램프로서 이용하고 예비 가열을 행하도록 해도 된다. 이 경우, 더미 웨이퍼의 예비 가열도 아크 램프로부터의 광조사에 의해 행해지게 된다.
또한, 열처리 장치(100)에 의해 처리 대상이 되는 기판은 반도체 웨이퍼로 한정되는 것은 아니며, 액정 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이에 이용하는 유리 기판이나 태양전지용의 기판이어도 된다.
3: 제어부 4: 할로겐 램프 하우스
5: 플래시 램프 하우스 6: 처리 챔버
7: 유지부 10: 이재 기구
31: 등록부 33: 입력부
34: 표시부 35: 자기 디스크
39: 더미 데이터베이스 65: 열처리 공간
74: 서셉터 100: 열처리 장치
101: 인덱서부 130, 140: 냉각부
150: 반송 로봇 151a, 151b: 반송 핸드
160: 열처리부 210: 인증 화면
230: 얼라인먼트부 250: 더미 웨이퍼 관리 테이블
255: 처리 이력 표시란 FL: 플래시 램프
HL: 할로겐 램프 W: 반도체 웨이퍼

Claims (4)

  1. 캐리어 내에 수용된 더미 웨이퍼를 관리하는 열처리 방법으로서,
    복수의 더미 웨이퍼를 수용한 캐리어를 열처리 장치에 반입하는 반입 공정과,
    상기 캐리어를 더미 웨이퍼 전용의 더미 캐리어로서 등록하는 등록 공정과,
    상기 복수의 더미 웨이퍼에 가열 처리를 행하는 가열 공정과,
    상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 상기 캐리어와 관련지어 기억하는 기억 공정과,
    상기 기억 공정에서 기억된 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 표시하는 표시 공정
    을 구비하며,
    상기 기억 공정에서는, 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각에 대한 연속 점등 램프에 의한 예비 가열의 회수 및 플래시 램프에 의한 플래시 가열의 회수를 상기 캐리어와 관련지어 기억하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
  2. 삭제
  3. 캐리어 내에 수용된 더미 웨이퍼를 관리하는 열처리 장치로서,
    복수의 더미 웨이퍼를 수용한 캐리어를 수납하는 수납부와,
    상기 수납부에 반입된 상기 캐리어를 더미 웨이퍼 전용의 더미 캐리어로서 등록하는 등록부와,
    상기 복수의 더미 웨이퍼에 가열 처리를 행하는 가열부와,
    상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 상기 캐리어와 관련지어 기억하는 기억부와,
    상기 기억부에 기억된 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각의 처리 이력을 표시하는 표시부
    를 구비하며,
    상기 가열부는 연속 점등 램프 및 플래시 램프를 포함하고,
    상기 기억부는, 상기 복수의 더미 웨이퍼의 각각에 대한 상기 연속 점등 램프에 의한 예비 가열의 회수 및 상기 플래시 램프에 의한 플래시 가열의 회수를 상기 캐리어와 관련지어 기억하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  4. 삭제
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10510476B2 (en) * 2013-09-27 2019-12-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Slow wave inductive structure and method of forming the same
CN111933541A (zh) * 2020-08-10 2020-11-13 北京北方华创微电子装备有限公司 一种半导体设备中晶片的处理方法和系统
JP2023044005A (ja) 2021-09-17 2023-03-30 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置および熱処理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005150259A (ja) 2003-11-12 2005-06-09 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置及びその制御方法
KR101074685B1 (ko) * 2008-03-14 2011-10-18 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치
JP2012109333A (ja) * 2010-11-16 2012-06-07 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
US20170011923A1 (en) 2015-07-06 2017-01-12 SCREEN Holdings Co., Ltd. Method and apparatus for light-irradiation heat treatment

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61127133A (ja) 1984-11-26 1986-06-14 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理方法
JPS6252926A (ja) 1985-09-02 1987-03-07 Hitachi Ltd 熱処理装置
JP2511288B2 (ja) 1988-03-14 1996-06-26 富士通株式会社 半導体装置の熱処理方法
JP3102832B2 (ja) 1994-07-21 2000-10-23 大日本スクリーン製造株式会社 基板の熱処理方法及び熱処理装置
JP3869499B2 (ja) 1996-07-22 2007-01-17 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法
JP4146558B2 (ja) 1998-12-07 2008-09-10 大日本スクリーン製造株式会社 基板熱処理方法および基板熱処理装置
JP2001127057A (ja) 1999-10-29 2001-05-11 Applied Materials Inc 半導体製造装置における基板加熱方法
WO2003015149A1 (fr) * 2001-08-08 2003-02-20 Tokyo Electron Limited Procede et dispositif de traitement thermique
JP4305754B2 (ja) 2003-11-14 2009-07-29 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法および基板処理装置
JP2008198842A (ja) * 2007-02-14 2008-08-28 Elpida Memory Inc 非製品ウェハのサイクル運用システム、サイクル運用方法及びコンピュータプログラム
JP5597849B2 (ja) 2010-06-30 2014-10-01 コクヨ株式会社 椅子
JP2013162075A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
JP2015106575A (ja) 2013-11-28 2015-06-08 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理装置の制御方法、制御プログラム及び半導体装置の製造方法
JP6539568B2 (ja) * 2015-11-04 2019-07-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理方法および熱処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005150259A (ja) 2003-11-12 2005-06-09 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置及びその制御方法
KR101074685B1 (ko) * 2008-03-14 2011-10-18 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치
JP2012109333A (ja) * 2010-11-16 2012-06-07 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
US20170011923A1 (en) 2015-07-06 2017-01-12 SCREEN Holdings Co., Ltd. Method and apparatus for light-irradiation heat treatment

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