經齊郎智慈財產局員工消费合作社印製 557511 A7 B7 五、發明説明（> 〔技術領域〕 本發明是關於熱處理方法及熱處理裝置；詳細上是關 於多數個被處理體同時進行熱處理之批次式的熱處理裝置 所實施之熱處理方法及熱處理裝置。 〔先行技術〕 半導體裝置的製造過程，例如爲了對半導體晶圓等的 被處理體進行氧化，擴散，成膜等的熱處理，使用各種的 熱處理裝置；例如已知有能針對多數個被處理體同時進行 熱處理之批次式的縱型熱處理裝置。 此種縱型熱處理裝置，例如在多數片半導體晶圓成爲 水平的狀態下其上下方向以一定間隔（Pitch)所保持之作 爲被處理體保持機具的晶圓架收容於反應容器內的狀態， 反應器內成爲一定的減壓氣相，一定的處理氣體導入到反 應容器內，並且以加熱手段加熱到一定的處理溫度，進行 熱處理％ 晶圓架例如滿載狀態下能處理1 0 0片的製品晶圓則 形成例如有1 2 0個位置程度的被處理體保持部；形成爲 在位於載置應進行處理的半導體晶圓（以下，稱爲製品晶 圓）之製品晶圓載置領域之全部的被處理體保持部載置製 品晶圓的狀態（滿載狀態）’並且在位於製品晶圓載置領 域的上部及下部之被處理體保持部載置複數片用以安定進 行熱處理之邊端晶圓的狀態下，進行一定的熱處理。 近年，因要求多種多樣的半導體裝置，而要求對少量 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 裝-----^—訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -4 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557511 A7 B7 五、發明説明（> 多種的半導體晶圓進行熱處理的情況仍是少數。例如在於 使用能處理1 0 0片半導體晶圓的晶圓架時，會有比晶圓 架最大能處理量還少的數量，例如使5 0片或2 5片的製 品晶圓保持在晶圓架進行熱處理的情況。 此種情況，將不足最大能處理數的數量之模擬半導體 晶圓載置在空狀態下的被處理體保持部上，外觀上，晶圓 架爲滿載狀態的狀態下，製品晶圓在與滿載狀態之處理條 件相同的條件下進行熱處理。 通常爲了補充製品晶圓載置領域其空狀態的被處理體 保持部所使用之模擬的半導體晶圓與進行處理之半導體晶 圓相同材質，例如爲矽所形成，每經複數次處理進行洗淨 後反覆使用，不過最終仍必須拋棄，而造成成本升高的原 因；因此有效率地進行一定的熱處理會有困難。/ 〔發明槪要〕 本發明鑑於上述的問題點，其目的爲提供在於針對比 被處理體保持機具之被處理體最大能處理量還小數量之被 處理體進行熱處理時，能減少所使用模擬被處理體的數量 ，而且能對被處理體以較高的面內均等性及面間均等性且 安定地進行一定的熱處理之熱處理裝置及熱處理方法。 本發明熱處理方法及針對利用移載手段將多數個被處 理體移載到被處理體保持機具的保持部，移載被處理體之 被處理體保持機具運入到反應容器內，反應容器內對被處 理體進行熱處理之熱處理方法；其特徵爲具備··根據應處 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ----------Μ衣------1Τ------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 557511 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___ B7 _五、發明説明（）s 理的被處理體數量決定被處理體保持機具內其被處理體的 載置形態之過程，及根據此被處理體的載置形態利用移載 手段將被處理體移載到被處理體保持機具內之過程之熱處 理方法。 本發明熱處理方法，其特徵爲：決定被處理體保持機 具其被處理體的載置形態之際，根據包含比被處理體保持 機具其最大能處理量還少的基準數量設定爲最大値之被處 理體數量範圍的1個或2個以上的被處理體數量範圍，指 定應處理的被處理體數量所屬的被處理體數量範圍，對應 於此所指定的被處理體數量範圍決定載置形態之熱處理方 法。 本發明的熱處理方法，其特徵爲：對應於比被處理體 保持機具其被處理體的最大能處理量半數還少的數量爲最 大値之被處理體數量範圍的載置形態則是在相互相鄰所載 置的被處理體之間至少存在1個以上空狀態的保持部之熱 處理方法。 本發明熱處理方法，其特徵爲：處理比被處理體數量 範圍其基準數量還少數量之被處理體的載置形態則是載置 包含不足該基準數量的數量之模擬被處理體的被處理體之 熱處理方法。 本發明熱處理裝置，其特徵爲具備：具有保持被處理 體的保持部，送入到反應容器內之被處理體保持機具，及 設在反應容器外周之加熱手段，及被處理體移載到被處理 體保持機具之移載手段，及根據應處理的被處理體數量決 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格ΤϊίΟΧ297公釐）~~ -6 - ----------批衣------1Τ------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 557511 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（4 ) 定被處理體保持機具內被處理體的載置形態，根據此載置 形態控制移載手段及加熱手段之控制裝置之熱處理裝置。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：控制裝置具有包含比 被處理體保持機具其被處理體的最大能處理數還少的基準 數量爲最大値的被處理體數量範圍之被處理體數量範圍， 及對應於該被處理體數量範圍之載置形態；控制裝置選定 對應於應處理的被處理體數量所屬的被處理體數量範圍之 載置形態之熱處理裝置。 本發明熱處理方法，其特徵爲：對應於比被處理體保 持機具其被處理體的最大能處理數半數還少的數量爲最大 値之被處理體數量範圍的載置形態則是在相互相鄰所載置 的被處理體之間存有至少1處以上空狀態的保持部之處理 方法。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：控制裝置具備含有應 處理被處理體數量所屬的被處理體數量範圍和對應於此被 處理體數量範圍的載置形態之形態記憶部，及含有依載置 形態的處理條件之處理條件記憶部，及根據被處理體的數 量選定載置形態而以載置形態從處理條件記憶部讀出處理 條件之中央處理裝置，及控制移載手段使其依照所被選擇 的載置形態載置含有模擬被處理的被處理體之移載手段動 作控制部，及控制加熱手段使其依照中央處理裝置所讀出 的處理條熱處理被處理體之加熱手段動作控制部之熱處理 裝置。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：進而具備算出不足所 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） I I I I I I I I I I I ^ I I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 557511 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_五、發明説明（5 ) 被選擇之載置形態的基準數量之被處理體數量，設定所應 使用的模擬被處理體數量之模擬被處理體使用數量設定部 之熱處理裝置。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：控制裝置中之加熱手 段動作控制部具有控制加熱手段使熱處理氣相區分成複數 個加熱領域之反應容器內的各個加熱領域加熱到依該加熱 領域所設定的處理溫度之功能之加熱處理。 依據本發明，當處理比被處理體保持機具的最大能處 理數還少數量的被處理體時，每個依應處理的被處理體數 量所設定的載置形態，設定對應於各個載置形態的處理條 件。因而若是所被選定的載置形態使用爲了實現確實的載 置狀態所必要數量之模擬被處理體即可，所以能減低應使 用模擬被處理體的數量。因而能減低成本，因此被處理體 能有效地進行一定的熱處理。然且所被選定的載置形態實 現確實的載置形態，因而基本上各個被處理體在於其面內 能均等性地處理。而且在於載置在相互不同的位置之被處 理體間也能均等性地處理。 另外，根據應進行熱處理之被處理體的數量選定被處 理體與被處理體保持機具相對應的載置形態，自動調整對 應於所被選定的載置形態之處理條件，所以極容易設定被 處理體與被處理體保持機具相對應的載置狀態及處理條件 〇 進而，處理屬於相同的被處理體數量範圍之數量的被 處理體之際，選定共通的載置形態，所以在於被處理體數 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X；297公釐） -8- 557511 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（6 ) 量範圍，變更應處理的被處理體數量時，仍能用不足該被 處理體數量範圍的最大數量之數量的模擬被處理體。因而 能不變更處理條件進行一定的熱處理。 特別是針對對應於比被處理體保持機具其被處理體之 最大能處理量的半數還少的數量爲最大値之被處理體數量 範圍的載置形態，處理比該載置形態的基準數量還少數量 之被處理體之際，在相鄰所載置的被處理體之間存在至少 一個以上空狀態的被處理體保持部的狀態下均等地載置。 依此情況，對於全部的被處理體，例如能使處理溫度，處 理氣體濃度及其他的處理條件實質上均等，各個被處理在 於其內面能以較高的均等性進行處理。而且針對載置在相 互不同的位置以被處理體間也能以較高的均等性進行處理 〇 本發明熱處理方法，其特徵爲：決定被處理體保持機 具其被處理體的載置形態之際，根據應處理的被處理體數 量，從預先記憶複數個保持機具其被處理體的載置形態之 配置記憶部當中，選出載置形態之熱處理方法。 本發明熱處理方法，其特徵爲：記憶包含有裝塡被處 理體的領域及裝塡被處理體的空領域之載置形態之熱處理 方法。 本發明熱處理方法，其特徵爲：更而具備所被選擇之 載置形態其應裝塡被處理體的數量與應處理被處理體的數 量作比較，根據其比較算出補充到裝塡被處理體的領域之 模擬被處理體的補充片數之過程之熱處理方法。 ---------辦衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 557511 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7五、發明説明（7 ) 本發明熱處理方法，其特徵爲：進而具備參照記憶複 數個批次大小之批次大小表格，根據應處理被處理體的數 量決定批次大小之過程；選擇載置形態之過程爲參照模樣 記憶部選擇對應於所被決定的批次大小之載置形態之熱處 理方法。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：控制裝置具備記憶複 數個被處理體保持機具內其被處理體的載置形態之模樣記 憶部，及從記憶在此模樣記憶部之複數個載置形態當中選 擇與應處理被處理體的片數相對應的載置形態之模樣選擇 手段，及根據模模選擇手段所選擇之載置形態控制移載手 段，而使被處理體移載到保持機具之移載控制部等而構成 之熱處理裝置。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：記憶包含有裝塡被處 理體的領域及裝塡被處理體的空領域之載置形態之熱處理 裝置。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：控制裝置進而具有應 處理的被處理體片數與所被選擇的載置形態所決定被處理 體的裝塡片數作比較，根據其比較結果算出補充到裝塡被 處理體的領域之模擬被處理體的補充片數之補充片數算出 手段之熱處理裝置。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：控制裝置進而具備含 有複數個批次大小，記憶1批次所處理之被處理體的片數 與批次大小的關係之批次大小表格記憶部；模樣選擇手段 則參照前述批次大小表格記憶部，決定1批次應處理被處 I 裝 訂 务 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557511 A7 ____B7___ 五、發明説明（8 ) 理體片數所屬的批次大小，參照模樣記憶部選擇對應於此 批次大小的載置形態之熱處理裝置。 本發明熱處理裝置，其特徵爲··控制裝置進而具備記 憶複數個處理條件而該複數個處理條件則是包括熱處理的 參數及處理順序之處理準則記憶部，及從該處理準則記憶 部選擇處理條件之手段；各處理準則參數的至少1個參數 備有與各批次大小相對應之値之熱處理裝置。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：前述處理處準則記憶 部至少其參數記憶有反應容器內的溫度及氣體流量之熱處 理裝置。 本發明熱處理裝置，其特徵爲：控制裝置進而備記憶 不論1批次應處理的被處理體片數，在被處理體保持機具 滿載被處理體進行熱處理之滿載批次模式的模樣準則，及 根據與1批次應處理的被處理體片數相對應之配置模樣將 被處理體移載到保持機具進行熱處理之可變批次模式的模 樣準則；並且選擇滿載批次模式的模樣準則及可變批次模 式的模樣準則中的其中一者之模樣準則選擇手段；控制裝 置當依模樣準則選擇手段選擇可變批次模式時以模樣選擇 手段選擇載置形態之熱處理裝置。 依據此構成，例如準備批次大小不同的複數個載置形 態就能降低模型基板的使用頻度，1次處理所要的基板移 載時間也能減少。另外選擇載置形態，算出所選擇的載置 形態下應補充的空間之基板的補充片數，移載製品基板及 必要時的模型基板等一連串的動作自動化則具有達到提高 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐] ~ -11 - I 裝 I 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557511 A7 __B7_ 五、發明説明（9 ) 生產量且作業者的負擔也減少之優點。 另外採用此構成能容易且快速地選擇抑制模型基板的 使用片數之配置形態，而能提高上效效果。 此構成所處理之製品晶圓不論片數多少，隨時都能備 用處理均等的處理準則。上述參數例如能設定處理容器內 的溫度，壓力或氣體流量。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖爲表示本發明熱處理裝置的第1實施形態槪略 構成之說明圖。 第2圖爲表示第1圖所示的熱處理裝置其移載裝置的 動作狀態在於與晶圓架的關係之說明用立體圖。 第3圖爲表示晶圓架中半導體晶圓的載置形態例之說 明圖。 第4圖爲表示本發明熱處理裝置之控制裝置例的槪略 構成之方塊圖。 第5圖爲本發明熱處理裝置的第2實施形態其全體構 成之立體圖。 第6圖爲表示加熱爐周邊之縱斷面圖。 第7圖爲表示各裝置與控制部的連接狀態之說明圖。 第8圖爲用來說明控制部的構成之方塊圖。 第9圖爲表示前述控制部其處理準則記憶部的構成之 說明.圖。 第1 0圖爲表示儲存在前述控制部的模樣記憶部內之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-12- 557511 A7 B7 五、發明説明（10 ) 配置模樣的一例之說明圖。 第1 1圖爲用來說明本實施形態的作用之過程圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔主要元件對照表〕 11 反應容器 12 管座 14 內管支承部 15 氣體供應手段 16 排氣管 17 晶圓架 2 0 蓋體 2 3 旋轉驅動手段 2 4 保溫筒 2 5 筒狀加熱器 3 0 移載裝置 3 2 移載頭 3 3 支承臂 3 5 製品晶圓數量檢測部 4 0 控制裝置 4 1 製品晶圓數量輸入部 4 2 載置形態記憶部 4 3 處理條件記憶部 4 4 中央處理裝置（CPU) 4 5 模型晶圓使用數量設定部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） ---------装-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 線 -13- 557511 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（11 ) 4 6 移 載 裝 置動作控制部 4 7 加 熱 手 段動作控制部 4 8 氣 體 供 應手段動作控制部 P W 製 品 晶 圓 S W 邊 端 晶 圓 Μ W 監 控 晶 圓 R 製 品 晶 圓配置領域 〔發明之最佳實施形態〕 (第1實施形態） 以下針對本發明’參照圖面以例說明經由C V D法的 熱處理對被處理體進行成膜處理之縱型熱處理裝置。 第1圖爲表示本發明縱型熱處理裝置的一例其槪略構 成之I兌明用斷面圖。 此縱型熱處理裝置中，具備反應容器（process tube) 1 1 ;該反應容器1 1具有由配置成朝高度方向（第1圖 爲上下方向）延伸之上端開放的直管狀內管丨.1 A，及在 上內管1 1 A的周圍隔有一定的間隔形成筒狀空間1 1 c 而配置成同心狀之上端封閉的外管1 1 B所形成之雙重構 造：反應容器1 1的下方空間爲被處理體之半導體晶圓 P W移載到後述作爲被處理保持機具其晶圓架1 7的裝載 區 ° 然後’內管1 1 A及外管1 1 B兩者都是以耐熱性及 耐蝕性優良的材料所形成，例如以高純度的石英玻璃所形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -14 - 557511 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _五、發明説明（12 ) 成。 在此反應容器1 1其外管1 1 B的下端部形成上端具 有凸緣部位1 2 A之短筒狀的管座1 2 ;在該凸緣部位 1 2 A，例如接合介由〇封圏等的密封手段（未圖示）設 置在外管1 1 B的下端部之下端凸緣部位1 1 1，而形成 氣密地固定反應容器1 1外管的狀態。 反應容器1 1的內管1 1 A，在由外管1 1 B的下端 面往下延伸而插入到管座1 2內的狀態下，利用設置在此 管座1 2內面之環狀的內管支承部1 4加以支承。 此縱型熱處理裝置其反應容器1 1的縱斷面，在管座 1 2的一側壁，氣密地貫穿該該座1 2的側壁而往上方延 伸到內管1 1 A內設置對反應容器1 1內導入成膜用氣體 之氣體供應配管1 5 A及導入不活性氣體之氣體供應配管 1 5 B ;各個的氣體供應配管1 5 A，1 5 B連接氣體供 應手段（第4圖中符號1 5 )。 另外，在管座1 2的另外側壁設置排出反應容器1 1 內之排氣管1 6，該排氣管連通到內管1 1 A與外管 1 1 B之間的筒狀空間1 1 C ;此排氣管1 6例如連接具 有真空泵浦及壓力控制機構之排氣機構（未圖示）；因此 反應容器1 1內控制在一定的壓力。 在反應容器1 1的下方設置往上下方向驅動而對反應 容器1 1內運入運出晶圓架之升降機構；此升降機構具備 開關反應容器1 1的下端開口 1 1 D之圓板狀的蓋體2 0 ---------装------iT------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -15- 557511 A7 B7 五、發明説明（彳3 ) ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以旋轉驅動軸2 3 A氣密地貫穿蓋體2 0的狀態’在 蓋體2 0的下部設置旋轉驅動手段2 3 ;此旋轉驅動軸 2 3 A連接到保溫筒（隔熱體）2 4的下面。 以圍繞反應容器1 1周圍的狀態，在反應容器1 1的 外側設置用來加熱收容在反應容器1 1內的應進行熱處理 之半導體晶圓（以下，稱爲製品晶圓P W )的作爲加熱手 段之筒狀加熱器2 5。 在筒狀加熱器2 5設置線狀的抗熱體呈螺旋狀或蛇行 狀配置在內面之圓筒狀的隔熱材（未圖示）；此抗熱體連 接到控制應供應的電力大小使製品晶圓P W成爲預先所設 定的溫度狀態之控制裝置4 0 ' 此圓筒加熱器2 5，例如如第1圖所示反應容器1 1 內往高度方向區隔成複數個加熱領域，圖示的例則是區隔 成5個加熱領域（zone) Z 1〜Z 5，各個的加熱領域Z 1 〜z 5能獨立控制溫度的狀態，即是能控制各區的狀態。 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 晶圓架1 7例如由高純度的石英玻璃所形成，如第2 圖所示，以多數片例如1 0 0〜1 5 0片的圓板狀製品晶 圓P W成爲水平的狀態每隔一定間隔（間距）上下間多段 地保持，例如被處理體保持用溝所形成的被處理體保持部 1 7 B形成在支柱1 7A上，在於蓋體2 0爲最下方位置 的狀態，利用移載裝置3 0移載到根據依該數量所設置的 載置形態（以下，稱爲基準載置形態）而被規定之被處理 體保持部。 移載裝置3 0具備上下升降移動並且能轉動地設置在 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 557511 Α7 Β7 五、發明説明（14 ) 上下伸長之旋轉軸3 1的周圍之細長的長方形移載頭3 2 ;在此移載頭3 2，能往移載頭的長度方向進退地設置例 如1〜5片的薄板叉狀的支承臂3 3。 移載裝置3 0則是利用後述的控制裝置4 0控制其動 作狀態；具體上是控制移載頭3 2的上下方向和旋轉方向 的移動以及支承臂3 3的進退動作。 / 晶圓架1 7其製品晶圓P W的基準載置形態，對應於 比晶圓架1 7其製品晶圓P W的最大能處理量還少的基準 數量設定爲最大値的1個或是2個以上之被處理數量範圍 而被設定，選定對應於應進行處理製品晶圓P W的數量所 屬之被數體數量範圍的基準載置形態。此處，基準數量的 設定方法並沒有特別限制，不過從以所指定的間隔的等配 置製品晶圓P W的觀點則是設定晶圓架1 7的最大能處理 量1 / η ( η爲2以上的整數）的數量較爲理想。/ 基準載置形態，規定被處理體數量範圍內最大基準數 量所應載置製品晶圓p w之被處理體保持部的位置。 製品晶圓P W的基準載置形態，大體上分爲：（1 ) 被處理體數量範圍的基準數量與晶圓架1 7其製品晶圓 P W的最大能處理量相同數量的情況，（2 )被處理體數 量範圍的基準數量比晶圓架1 7其製品晶圓P W的最大能 處理量半數還少數量的情況，（3 )被處理體數量範圍的 基準數量比晶圓架1 7其製品晶圓P W的最大能處理量半 數還多數量的情況等3種情況的載置形態。 然後’ （2 )項的情況之載置形態，形成爲在相鄰所 本紙張尺度適财酬家縣（CNS) Α4規格⑵Gx297公楚） I--------澡-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *言
I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557511 A7 _____B7 五、發明説明（15 ) 載置之製品晶圓P W間存在至少1個以上空狀態之被處理 體保持部的狀態下，均等地載置各個製品晶圓P W的狀態 〇 具體上，例如1次熱處理能處理1 〇 〇片的製品晶圓 p W之晶圓架1 7，如第3圖所示，例如能設定成4個基 準載置形態，即是製品晶圓P W的被處理體數量範圍設定 爲1〜2 5片之基準載置形態L 2 5，製品晶圓P W的被 處理體數量範圍設定爲2 6〜5 0片之基準載置形態 L 5 0，製品晶圓P W被處理體數量範圍設定爲5 1〜 7 5片之基準載置形態L 7 5以及製品晶圓P W的被處理 體數量範圍設定爲7 6〜1 〇 〇片之基準載置形態 L 1〇0等。， 各個基準載置形態L 2 5，L 5 0，L 7 5， L 1 0 0，都是用以進行製品晶圓P W的溫度補償等之半 導體晶圓（以下，稱爲邊端晶圓S W )，以一定片數逐一 載置到應載置製品晶圓P W之製品晶圓載置領域R的位於 上部及下部的各個被處理體保持部。 基準載置形態L 1 〇 〇，在晶圓架1 7的製品晶圓載 置領域R之全部的被處理體保持部1 7 B載置製品晶圓 P W，並且邊端晶圓S W例如每7片逐一載置到製品晶圓 載置領域R的位於上部及下部之被處理體保持部。 對應於基準數量設定爲晶圓架1 7其製品晶圓P W的 最大能處理量（1 0 0 )片之1 /4數量（2 5片）的被 處理體數量範圍之基準載置形態L 2 5，以在相鄰所載置 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557511 A7 __ B7_ 五、發明説明（16 ) 之製品晶圓P W之間存在連續2處所空狀態之被處理體保 持部的狀態，即是以製品晶圓P W的晶圓間距比基準載置 形態L 1 0 0時大3倍的狀態，均等地載置製品晶圓P W 。同時以邊端晶圓S W的晶圓間距例如比基準載置形態 L 1 〇 〇時大2倍的狀態，例如邊端晶圓S W各7片載置 到晶圓架1 7其製品晶圓載置領域R的位於上部及下部之 被處理體保持部1 7 B。 然後當針對比被處理體數量範圍的基準數量（2 5片 )還少數量的製品晶圓P W進行處理時，與不足基準數量 之數量的模據被處理體（以下，稱爲「模型晶圓」）一起 載置製品晶圓P W ;由於此因，實現成爲基準載置形態 2 5的載置狀態。 對應於基準數量設定爲晶圓架1 7其製品晶圓P W的 最大能處理量（1 00片）之1/2數量（50片）的被 處理體數量範圍之基準載置形態L 5 0，以在相鄰所載置 的製品晶圓P W之間存在1個處所空狀態之被處理體保持 部的狀態，即是以製品晶圓P W的晶圓間距比基準載置形 態L 1 〇 〇時大2倍的狀態，均等地載置製品晶圓P W。 同時以與基準載置形態L 1 〇 〇相同大小的晶圓間距，邊 端晶圓S W例如各4片載置到製品晶圓載置領域R的位於 上部及下部之被處理體保持部1 7 B。 然後，當針對比被處理體數量範圍的基準數量（5 0 片）還少數量的製品晶圓P W進行處理時，與不足基數量 之數量的模型晶圓一起載置製品晶圓P W。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 钉 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 經濟部智惡財產局8工消費合作社印製 557511 A7 _B7 五、發明説明（17 ) 基準載置形態L 7 5則是在晶圓間距與基準載置形態 1 0 0時相同大小下，以製品晶圓P W集中於處理氣體流 方向的上游側的狀態（圖示的例則是集中於下方的狀態） 保持製品晶圓P W，並且邊端晶圓s W例如各7片載置到 製品晶圓配置領域R的位於上部及下部之被處理體保持部 〇 然後當針對比被處理體數量範圍的基準數量（7 5片 )還少數量之製品晶圓p w進行處理時，與不足基準數量 之數量的模擬模型晶圓一起載置製品晶圓p W。 各個基準載置圖案L25，L50，L75， L 1 0 〇，載置在位於製品晶圓載置領域r之被處理體保 持部1 7 B的任意複數個處所，例如載置到對應於反應容 器1 1的各個加熱領域Z 1〜5特定處所的半導體晶圓（ 例如未處理的半導體晶圓）爲用以確認處理結果作爲監控 晶圓M W而設定；進而基準形態L 7 5則是在晶圓架1 7 之製品晶圓配置領域R的形成在上方之空領域，例如載置 1片的監控晶圓M W。/ 上述縱型熱處理裝置的控制裝置4 0，如第4圖所示 ，具備：從用來檢測應處理製品晶圓P W的數量之製品晶 圓數量檢測部輸入製品晶圓數量資訊之製品晶圓數量輸入 部4 1 ’及根據輸入到此製品晶圓數量輸入部4 1之製品 晶圓數量資訊，指定所辨識的製品晶圓數量所屬之被處理 體數量範圍，由載置形態記憶部4 2中選擇對應於所指定 的被處理體數量範圍所設定之基準載置形態，並且由處理 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ 297公釐） ---------裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- 557511 A7 B7 五、發明説明（18 ) 條件記憶部4 3讀出對應於所選擇的基準載置形態所設定 的處理條件之中央處理裝置（C P U ) 4 4，及所選擇之 $準載置形態的基準數量與應處理製品晶圓p w的數量相 對比’設定所應使用模型晶圓的數量之模型晶圓使用數量 設定部4 5，及控制移載裝置3 0的動作狀態使其依照所 選擇的基準載置形態載置製品晶圓P W及模型晶圓之移載 裝置動作控制部4 6，及控制應供應到筒狀加熱器2 5的 電力量使其以所讀出的處理條件加熱處理製品晶圓P W之 加熱手段動作控制部4 7和控制氣體供應手段1 5的動作 狀態調整處理氣體的供應量之氣體供應手段動作控制部 4 8 〇 以上的構成所組成之縱型熱處理裝置，以下詳細說明 ;製品晶圓P W載置到根據依其數量自動決定之基準載置 形態所規定之晶圓架1 7的被處理體保持部，以依所選擇 的基準載置形態所設定之特定的處理條件，對製品晶圓 P W進行一定的成膜處理。
即是以製品晶圓數量檢測部3 5自動辨識應進行成膜 處理之製品晶圓的數量而輸入到控制裝置4 0的製品晶圓 •數量輸入部4 1 ，因而經由C P U 4 4由載置形態記憶部 4 2中選擇對應於所辨識製品晶圓p W的數量所屬的被處 理體數量範圍之基準載置形態，在移載頭3 2往上下方向 及旋轉方向移動及以移載裝置控制部4 6控制支持臂3 3 的進退動作使各個的製品晶圓P W例如從上方位置起依序 載置到依據基準載置形態所規定的被處理體保持部1 7 B 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------装-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *11 線 陘齊郎智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 557511 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7五、發明説明（19 ) 的狀態下，作動移載裝置3 0，而製品晶圓P W移載到晶 圓架1 7。 此處，所辨識的製品晶圓p W數量與所被選擇基準載 置形態的基準數量利用模型晶圓使用數量設定部4 5進行 對比，而所辨識製品晶圓P W的數量比該數數量所屬之被 處理體數量範圍的基準數量還少時，在所被選擇的基準配 置形態所規定之應載置製品晶圓P W的被處理體保持部中 空狀態的處所載置模型晶圓，而對該基準載置形態形成確 實的載置狀態。 然後以升降機構往上方向驅動蓋體2 0而晶圓架1 7 從下端開口 1 1 D運入到反應容器1 1內，並且以蓋體 2 0氣密地封蓋反應容器1 1的下端開口 1 1 D的狀態後 ，作動排氣手段而反應容器1 1內減壓到一定的壓力，並 且作動筒狀加熱器2 5而製品晶圓P W加熱到一定的處理 溫度，適度的成膜用氣體由氣體供應配管1 5 A導入到反 應容器1 1內，對製品晶圓p W進行成膜處理。 而且上述的縱型熱處理裝置則是應處理製品晶圓的處 理條件，例如各個加熱領域Z 1〜Z 5的設定溫度（溫度 分佈圖），每個基準載置形態都設定後儲存到處理條件記 憶部4 3 ’經由C P U 4 4從載置形態記憶部4 2選擇與 所辨識製品晶圓P W的數量相對應之基準載置形態，並且 經由C P U 4 4從處理條件記憶部4 3選擇與所被選擇的 基準載置形態相對應之溫度分佈圖。 然後筒狀加熱器2 5的動作，具體上供應到筒狀加熱 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公f ) -22- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 557511 A7 ____B7_ 五、發明説明（20 ) 器2 5的電力，根據所決定的溫度分佈圖經由加熱手段動 作控制部4 7加以控制而反應容器1 1的各個加熱領域 Z 1〜Z 5加熱到一定的處理溫度，並且供應到反應容器 1 1內之處理氣體的供應量經由氣體供應手段動作控制部 4 8加以控制而供應成膜用氣體使反應容器1 1內成爲一 定的氣體容器，對製品晶圓P W進行成膜處理。 例如對應於基準載置形態L 2 5的溫度分佈圖則是在 於基準數量（2 5片）的製品晶圓P W依據基準載置形態 L 2 5載置到晶圓架1 7的狀態下，以載置到晶圓架1 7 的全部被處理體保持部1 7 B之滿載狀態（基準形態 L 1 0 0 )其各個加熱領域Z 1〜Z 5的設定溫度（以下 ’也稱爲基準溫度分佈圖）一度進行熱處理，根據製品晶 圓P W的處理結果調整基準溫度分佈圖而被取得；與基準 載置形態L 2 5相對應而記憶到控制裝置4 0的處理條件 記憶部4 3。 另外對應於基準形態L 5 0，L 7 5之溫度分佈圖也 是與上述同樣地取得。 依據上述的熱處理方法，當處理比晶圓架1 7的最大 能處理量還少數量的製品晶圓p W時，如同過去的熱處理 方法’使用多數個模型晶圓，不須利用晶圓架i 7滿載狀 態時的處理條件；使用爲了對所被選定的基準載置形態實 現切實的載置狀態所必要數量的模型晶圓，即是不是使用 不足晶圓架1 7的最大能處理量數量的模型晶圓，而是使 用不足基準數量之數量的模型晶圓即可，所以能減少應使 本紙張尺度適㈤帽目家縣^ ( CNS) A4規格（210X297公釐) ~ -23- ---------私衣------、訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 557511 A7 B7 五、發明説明（21) 用模型晶圓的數量。 然後由於對所被選定的基準載置形態實現切實的載置 狀態，因而依此基準形態所設定的處理條件爲依實際進行 成膜處理的處理結果所設定，所以能對全部的製品晶圓 p w進行實質上均等的成膜處理；因此各個製品晶圓p W 能在於其面內高均等性地進行一定的成膜處理，而且各個 加熱領域獨立進行溫度控制，因而在於載置於相互高度不 同的位置之製品晶圓P W間也能高均等性地進行一定的（ 成膜）熱處理。 特別是針對對應於比晶圓架1 7其製品晶圓P W的最 大能處理量半數還少的數量爲最大値之被處理體數量範圍 的基準載置形態L 2 5，L 5 0，各個製品晶圓P W以所 指定的間隔，例如以晶圓間距大3倍或2倍的大小均等地 載置，因而對於全部的製品晶圓P W，例如能使處理溫度 ，處理氣體的濃度及其他的處理條件實質上均等；各個製 品晶圓P W在於該面能高均等性地進行處理，而且在於載 置在相互不同的位置之製品晶圓P W間也能高均等性地進 行處理。 因此依據上述的熱處理方法，在於減少所使用的模型 晶圓數量的狀態下，能對製品晶圓P W安地地進行一定的 成膜處理；其結果：可以減低處理成本，而能有效率地進 行所定的成膜處理。 而且依應處理製品晶圓P W的數量選定晶圓架1 7其 製品晶圓P W的基準載置形態，自動調整對應於所被選定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 557511 A7 B7 五、發明説明（22 ) 的基準載置形態之處理條件，所以能極度容易設定製品晶 圓P W載置在晶圓架的載置狀態及處理條件，而能達到提 高作業效率。 另外當處理屬於相同被處理體數量範圍的數量之製品 晶圓P W之際，選定共通的載置形態，所以在於相同的被 處理體數量範圍內，即使應處理製品晶圓P W的數量變更 時，也使用不足該被處理體數量範圍的基準數量之數量的 模型晶圓，因而能不變更處理條件進行一定的熱處理。 因此依據上述的縱型熱處理裝置，以上述的熱處理方 法實施，所以當處理比晶圓架1 7的最大能處理量還少數 量的製品晶圓時，即使所使用模型晶圓的數量較少的狀態 ，也能對全部的製品晶圓P W，以高面內均等性及高面間 均等性且安定地進行一定的成膜處理，而且能有效率地進 行一定的成膜處理。 以上已說明過本發明的實施形態，不過本發明並不侷 限於上述的形態，也能如以下所示施加種種的變形。 (1 )基準載置形態的數量，沒有特別的限制，能適 度作變更。 (2 )處理比基準配置形態的基準數量還少數量的被 處理體時，應進行處理之被處理體，若是依照基準形態所 規定之被處理體保持部，則載置在任何1個處所皆可。 (3 )本發明並不侷限於縱型熱處理裝置，也能用於 往水平方向延伸配置反應容器，以被處理爲垂直的狀態往 水平方向並排保持的狀態收容到反應容器內之模型熱處理 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -25- 557511 Α7 Β7 五、發明説明（23 ) 裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (4 )作爲被處理體保持機具的晶圓架，並不侷限於 其最大能處理量爲1 〇 〇片。 以下，說明本發明的實驗例，不過本發明並不侷限於 此實驗例。 (參考實驗例） 對於能載置1 0 0片製品晶圓之晶圓架（1 7 )，依 照第3圖所示的基準載置形態L 1 0 0載置製品晶圓（ P W ) 1 〇 〇片的狀態（滿載狀態），晶圓架（1 7 )運 入到反應容器（1 1 )內，以製品晶圓的目標加熱溫度（ 處理溫度）爲7 6 0 t所設定之對應於基準載置形態 L 1 〇 〇的處理條件，進行以1 5 0 n m厚度爲目標値之 氮化矽膜（S i N膜）的成膜處理。此情況，能在製品晶 圓面內其膜厚的均等性（面內均等性）爲土 2 /”0的範內 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 ，及在位於從晶圓架（1 7 )的下側起第8被處理體保持 部之半導體晶圓（第3圖中最下側位置的監控晶圓M W ) 與位於從晶圓架（1 7 )的下側起第1 1 2項被處理體保 持部之半導體晶圓（第3圖中最上側位置的監控晶M W ) 其兩晶圓之間膜厚的均等性（面間均等性）爲5 %的範圍 內，將各個製品晶圓（P W )成膜。 (實驗例1 ) 使用能載置1 0 0片製品晶圓的晶圓架（1 7 )，依 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -26- 557511 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明<24 ) 照第3圖所示的基準載置形態L 2 5，從位於製品晶圓載 置領域（R )的下方之被處理體保持部起依序載置2 0片 製品晶圓（P W )，在載置製品晶空狀態之5個處所的 被處理體保持部載置模型晶圓。在於此狀態下，晶圓架（ 1 7 )運入到反應容器1 1 )內，以製品晶圓的目標加熱 溫度（處理溫度）7 6 0 °C所設定之對應於基準載置形態 L 2 5的處理條件，進行以1 5 0 n m的厚度爲目標値之 氮化矽膜（S i N膜）的成膜處理。此情況，能在製品晶 圓（P W )其面內之膜厚的均等性（面內均等性）爲 1 · 0的範圍內，及在位於從晶圓架（1 7 )的下側起第 1 7被處理體保持部之半導體晶圓（第3圖中最下側位置 的監控晶圓M W )與位於從晶圓架（1 7 )的下側起第 1 0 4被處理體保持部之半導體晶圓（第3圖中最上側位 置的監控晶圓M W )其兩者之間膜厚的均等性（面間均等 性）爲± 0 · 5 %的範圍內，將各個製品晶圓（P W )成 膜。 如上述，根據依應處理製品晶圓（P W )的數量所選 定之基準載置形態L 2 5載置製品晶圓（P W )，以對應 於此基準載置形態L 2 5所設定的處理條件，進行成膜處 理，因而即使應使用模型晶圓的數量較少的狀態，也能以 高面內均等性及高面間均等性將全部的製品晶圓（P W ) 成膜處理已被確認。 依據本發明的熱處理方法，當處理比被處理體保持機 具的最大能處理量還少數量之被處理體時，每個依應處理 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -27- 557511 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 kl B7五、發明説明) 被處理體的數量所設定的載置形態，設定對應於各個載置 形態的處理條件，所以使用爲了對所被選定的載置形態實 現切實的載置狀態所必要數量之模擬被處理體。因而能使 應使用模擬被處理體的數量減低之結果：能減低處理成本 ;因此能對應被處理體有效率地進行一定的熱處理。而且 由於對所被選定之載置形態實現切實的載置狀態，因而基 本上各個被處理體能在於其面內以高均等性（面內均等性 )進行處理；而且在於載在相互不同的位置之被處理體間 也能以高均等性（面間均等性）進行處理。 依據本發明的熱處理裝置，確實地執行上述熱處理方 法，所以當處理比被處理體保持機具的最大能處理量還少 數量之被處理時，即使應使用模擬被處理體較少數量的狀 態，也能以高面內均等性處理被處理體。另外能以高面間 均等性進行處理；因此能有效率地進行一定的熱處理。 (第2實施形態） 以下針對本發明縱型熱處理裝置的實施形態，以例說 明進行成膜處理之裝置。第5圖及第6圖表示本實施形態 之縱型熱處理裝置的全體外觀之圖。第5圖中符號1 2 0 爲裝置的框體，符號1 2 1爲托架運入運出部，符號 1 2 2爲托架運送機構，符號1 2 3爲托架存放室，符號 1 2 4爲轉接台。收容被處理體的半導體晶圓（以下，稱 爲晶圓）W (第5圖則省略）之托架C運入到運入運出部 1 2 1 ’以托架運送機構1 2 2 ’例如一度保管在托架存 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 線 -28- 557511 經濟部智態財產局員工消费合作社印製 A7 _____ B7 ___五、發明説明（。广） 26 放室1 2 3後，運送到轉接台1 2 4。另外圖中符號 1 0 3爲以設疋在晶圓裝載室1 2 5內的移載手段所形成 之晶圓運送機構1 0 3。詳細情況於後述，從轉接台 1 2 4上的托架C內取出晶圓w，移載到設在晶圓架升降 機1 2 6上的具有保持部1 2 7 a之晶圓架（保持機具） 1 2 7。另外晶圓架1 2 7利用晶圓架升降機1 2 6上升 ，運入到加熱爐1 0 4內。 此處利用第6圖詳細說明加熱爐1 〇 4的周邊部位。 如圖示加熱爐1 0 4例如爲具備兩端開口的內管1 4 1 a 和上端封閉的外管1 4 1 b所形成之例如石英製的雙重管 構造之反應管1 4 1，及圍繞反應管1 4 1的周圍而設置 之例如電阻抗熱體所形成之加熱器1 〇 5之構成。加熱器 1 0 5爲將反應管1 4 1內的熱處理氣相上下分割複數段 ，各個區能進行各別的加熱控制，例如分割成3段（加熱 器 105a，105b，l〇5c) 〇 另外反應管1 4 1其內管1 4 1 a和外管1 4 1 b都 以筒狀的管座1 4 2支承下部側；在此管座1 4 2設置複 數個氣體供應管14 3 (此處方便上只圖示2個），該氣 體供應管1 4 3則是在內管1 4 1 a其內側的下部領域開 穿供應口，並且連接一端側連接到真空泵浦（未圖示）的 排氣管1 4 4使其從內管1 4 1 a與外管1 4 4之間排氣 。此例則是以內管1 4 1 a，外管1 4 1 以及管座 1 4 2構成反應容器。進而管座1 4 2的下端開口部利用 設在晶圓架升降機1 2 6的上端部之蓋體1 4 5封閉，在 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -29- 557511 經濟部智您財產局8工消资合作社印製 A7 B7五、發明説明（27 ) 此蓋體1 4 5與晶圓架1 2 7之間，例如裝設以驅動部（ 未圖示）自由旋轉所構成之旋轉台1 4 6，及支承在此旋 轉台1 4 6之保溫單元1 4 7。 接著參照第7圖說明本實施形態其上述的構成要素與 控制系統的關係；控制部1 0 6介由加熱器控制器1 5 1 (151a，151b，151c)與各加熱器 105 ( 105a，105b，105c)連接，構成熱處理氣相 之各區的溫度控制一次進行，並且此外也連接到移載控制 器1 3 1，介由驅動機構1 3 2也進行晶圓運送機構 1 0 3的驅動控制。舉例說明，依照一定的配置模樣將載 置在轉接台1 2 4之托架C內的製品晶圓或模型晶圓移載 到晶圓架1 2 7 :，並且進行與此配置模樣相對應的熱處理 ，而能進行與前述移載狀況連動之加熱器1 0 5 ( 1〇5a ，l〇5b，105c)的加熱控制。在此觀念 下，以下參照第8圖〜第1 0圖說明控制部1 0 6的構成 〇 如第8圖所示移載控制器1 3 1及加熱器控制器 1 5 1 ( 1 5 1 a，1 5 1 b，1 5 1 c )構成爲依照控 制部1 0 6內的C P U 1 6 1所送出的控制訊號進行各控 制對象的控制。另外控制部1 0 6內則是輸入部1 6 2， 計數器各別連接到滙流排1 6 0。輸入部1 6 2爲用來進 行後述的處理準則，模樣準則等的選擇輸入或是參數的輸 入；例如由設在裝置前面之觸控面板或按鍵操作部等所構 成。計數器1 6 3根據例如第5圖中設在托架運入運出部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X 297公釐) ---------批衣------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -30- 557511 經濟部智恶財產局員工消費合作社印製 A7 B7 __五、發明説明（28 ) 1 2 1的反射型反感測器等所形成之位圖感測器所送來的 訊號計數托架運入運出部1 2 1上托架C內的製品晶圓片 數。控制部1 0 6掌握將那個托架C放置在托架存放室 1 2 3內那個位置，在那個時間點進行熱處理，所以在運 入到托架運入運出部1 2 1的時間點計數各托架C內的製 品晶圓片數，則能掌握各批次處理所熱處理之製品晶圓片 數。但是實際上，從前過程的控制部或是上部電腦傳送放 入幾片製品晶圓的托架C運入到縱型熱處理裝置，所以即 使不以位圓感測器進行晶圓的計數，也能掌握各托架C內 的晶圓片數，不過爲了萬一而計數則使用該資料準確性較 高。 進而，滙流排1 6 0連接控制部1 0 6內經由C P U 1 6 1儲存所適宜參照的各種資料及程式之記憶部（記憶 體），不過此處爲了方便說明每個用途都方塊化表示。圖 中符號1 6 4爲處理準則記憶部，符號1 6 5爲模樣準則 記憶部，符號1 6 6爲批次大小表格記憶部，符號1 6 7 爲模樣記憶部，符號1 6 8及模型晶圓算出程式。 詳細說明上述各方塊，首先在處理準則記憶部1 6 4 儲存複數個（A 1〜A η )記錄熱處理的參數及處理順序 之處理準則（處理條件）；在各處理準則中，例如如第9 圖所示記錄待機時，裝載時（運入運出時），溫度安定時 的溫度目標値（T A，Τ Β，T C )及壓力目標値（P A ’？8’？（3)及預定流量（？人，1?8，1^(3)，或升 溫速度T D和降溫速度Τ E ;另外也記錄在於處理時各個 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) _ 一~" -31 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------訂------線
557511 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 A7 __B7五、發明説明（29 ) 準則1〇5 ( 1〇5 a ，1 〇 5 b ，1 〇 5 c )個別設定 的溫度目標値（T 1，T 2，T 3 )和壓力目標値P 1， 構成處理氣體之氣體1及氣體2的一定流量（F 1，F 2 )等。 進而，詳細如後述，本實施形態載置在晶圓架之製品 晶圓片數，並不是隨時都是最大數量，也有在存留空領域 的狀態下進行熱處理的情況。因而各處理準則記錄上述過 例如處理時上中下段的溫度目標値（T 1，T 2，T 3 ) 作爲滿載時的溫度目標値（基礎溫度），也記錄依與上述 滿載不同的製品晶圓片數使前述基礎溫度增減之例如上段 ’中段’下段各段的溫度校正値’而使其在晶圓滿載時及 非滿載時都能進行同等的處理。然而第9圖中例如以處理 時上端的溫度校正値（△ T a〜△ T e )爲代表加以記載 。另外也記錄此時的流量校正値△ F ( △ F a〜△ F e ) 〇 本實施形態，在選擇後述的可變批次模式進行處理時 ，每2 5片區割製品晶圓片數所設定之L 2 5 ( 1片〜 25 片），L50 (26 片〜50) ...... L150 (1 2 6片〜1 5 0片）的各個批次大小，例如L 2 5設 定爲ΔΤ a ，L 5 0設定爲ATb ...... L 1 5 0設定爲△ T e。因此例如選擇L 2 5時基礎溫度T 1加上△ T a而 溫度目標値爲T F (未圖示）。另外選擇後述的滿載批次 模式時例如基礎溫度T 1仍然爲溫度目標値τ F亦可，或 者是另外準備校正値加以校正亦可。 ---------^------ir------^ c請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -32- 557511 Α7 Β7 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 五、發明说明（3(3 ) 此處再度回到第8圖，繼續說明其他的方塊，模樣準 則記憶部1 6 5與C P U 1 6 1及輸入部1 6 2 —起構成 模樣準則選擇部；如上述過是否晶圓架1 2 7滿載製品晶 圓後進行處理？當滿載時進行時’製品晶圓從上下方向的 任一方向集結（向上集結，向下集結）或是往中央往上下 方向均等地集結（向中集結），其餘的領域則移載模型晶 圓（模擬被處理體），記憶上述的進行模式選擇的各種準 則。例如記錄在準則B 1之可變批次模式爲當處理晶圓架 1 2 7未滿滿載份量片數的製品晶圓時，晶圓架1 2 7未 滿載晶圓仍餘留空領域的狀態下進行熱熱處理之模式（參 照第10圖所示的L100，L75，L50及L25) 。記錄在準則B 2及B 3之滿載批次模式爲如上述不論製 品晶圓的片數爲幾片，補充模型晶圓隨時都保持滿載晶圓 架1 2 7的狀態進行熱處理之模式；在晶圓架1 2 7則不 設置空領域。 批次大小表格記憶部1 6 6及模樣記憶部1 6 7爲以 上述的模樣準則記憶部1 6 5，例如記憶選擇準則B 1 (. 柔性批次模式）.時作參照的資料之部位。批次大小表格記 憶部1 6 6記錄晶圓片數的範圍與批次大小相對應之表格 使其能依應進行處理的製品晶圓片數判定那個批次大小。 在處理準則A η之溫度校正値的說明項目中已載述過，此 處則是每L 2 5〜L 1 5 0及2 5片設定複數個批次大小 ;各個批次大小的晶圓配置模樣（載置形態）記憶在模樣 記憶部1 6 7。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2】0Χ297公釐） 批衣 、訂 n ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -33- 557511 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（^ ) ^ _ Ο I 第1 0圖表示每個記憶在模樣記憶部1 6 7之前述批 次大小中晶圓架1 2 7內的晶圓配置模樣（載置形態）； 此處則是除了表示滿載時的L 1 5 0之外，向上集結載置 晶圓。圖中斜線所示的領域爲移載製品晶圓P W的部位； 母1方塊最大能載置2 5片製品晶圓。然後，在載置製品 晶圓之區域的上下端領域，以抑制熱處理時端部附近及中 央部其製品晶圓P W的處理狀況產生差異爲目的而載置模 型晶圓D W。模型晶圓D W例如包括稱爲邊端模型或特殊 模型之模型，其片數例如上側側爲1〜4片，下端側爲1 〜1 1片。另外例如形成爲在製品晶圓P W的領域間，模 型晶圓D W的領域與製品晶圓p W的領域之間各1片載置 試驗用的監控晶圓M W之構成。 另外第1 0圖爲了方便作圖而以全部斜線表示製品晶 圓P W的領域，不過如同已載述過，各配置模樣例如爲每 2 5片區隔之批次大小相應所設置之模樣，因而即使爲製 品晶圓P W的領域內也並不是全部裝塡製品晶圓。因而例 如當未在製品晶圓P W的領域內裝塡製品晶圓p w時，在 此製品晶圓P W的領域所應補充的空間補充模型晶圓後進 行熱處理。此情況其製品晶圓P W領域內的製品晶圓及模 型晶圓之配列規則例如附加在各配置模樣中加以記錄。配 列規則中記憶例如從上側起製品晶圓移載到製品晶圓P w 的領域內’其後移載模型晶圓補充到下方側所產生應補充 的空間之順序。 到此爲止所載述過，說明配置模樣（載置形態）與處 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 -34- 經濟部智慈財產局員工消費合作社印災 557511 Α7 Β7 五、發明説明（32 ) 理準則（處理條件）的關係。如已載述過記憶在處理準則 內之溫度目標値例如第9圖所示的T 1〜T 3，對各加熱 器 105 ( 105a ’ l〇5b，105c)個別設定。 以可變批次模式進行熱處理時的各個輸出比，因依製品晶 圓所配置的位置而變化，所以處理準則內的溫度校正値， 只備有對應於配置模樣的形狀之數量。舉具體例加以說， 例如關於L 2 5第1 0圖則表示向上集結的配置模樣，不 過除此之外，例如若備有向中集結，向下集結2種的配置 模樣，則溫度校正値△ T a (參照第9圖）對應於各配置 模樣而備有3種（ATal，。更 詳細說明，如上述各溫度校正値由於包括對應於加熱器 1〇5 (105a ，l〇5b ，l〇5c)的 3 個參數， 因而一個處理準則中含有5 (批次大小的數量）X 3 (配 置ί吴樣的數量）X (加熱器的分割數量）=4 5的校正溫 度之參數。 然後模型晶圓算出程式爲與C U Ρ 1 6 1 —起構成補 充片數算出手段之方塊；例如決定每1批次所使用的製品 晶圓片數及依該片數所選出的批次大小後，算出各個的差 ’用來決定應補充到該批次大小內所產生應補充的空間之 模型晶圓片數。 其次參照第1 1圖所示的過程圖說明本實施形態的作 用。最初如步驟S 1選擇對應於製品晶圓進行熱處理的內 容之處理準則。接著在步驟S 2選擇模樣準則。模樣準則 大體上分爲滿載批次模式及可變滿載批次模式，不過此處 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ~ -35- I 裝 II 訂— —_ I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 557511 經濟部智慧財產局肖工消費合作社印製 A7 ____B7 ____五、發明説明（33 ) 所選擇的模樣準則若爲滿載批次模式則前進到步驟S 3 若爲可變批次模式則前進到步驟S 4，至此以後以各別的 流程進行處理過程。 滿載批次模式則是如第8圖所示的準則B 2以後所記 載，依照記載於向上集結，向下集結的各準則中之移載手 段，移載手段3首先進行製品晶圓移載到晶圓架1 2 7中 ，而且在晶圓架1 2 7的餘留領域補充模型晶圓而隨時使 晶圓架保持滿載狀態。然後在晶圓架1 2 7滿載的狀態下 依據步驟S 1所選擇的處理準則進行熱處理。滿載批次模 式例如用於進行維修時，不過用於處理時亦可。 此處，當步驟S 2所選擇的模樣準則爲可變批次模式 時，在步驟S 4 2進行選擇依製品晶圓片數的適當批次大 小。例如根據計數器1 6 3所取得製品晶圓片數的計數値 ，或是根據關於從前述過程的控制部或電腦所送來之各托 架內其製品晶圓的片數値之資訊，之後參照進行熱處理之 1批次分的製品晶圓片數例如適於L 2 5〜L 1 5 0內的 其中1批次大小之批次大小表格進行上述的選擇。具體上 ’例如前述片數計數値爲4 0，則如第8圖所示爲2 6〜 5 0之間，所以批次大小決定爲l 5 0。 以下，用此計數値及批次大小繼續說明，在步驟S 5 進行選擇與批次大小L 5 0相對應的配置模樣，其後進行 算出需要幾片模型晶圓補充到批次大小內（步驟S 6 )。 算出爲了補充所必要的模型晶圓片數，由於是以對應於批 次大小之製品晶圓P W其配置領域的片數（製品基板的充 ---------坤衣------1T------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -36- 557511 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印¾ A7 __ B7五、發明説明（^ ) O^f 塡片數）與已掌握之製品晶圓P W的片數之差所求出；因 而此處則爲5 0 - 4 0 = 1 0片；移載手段1 〇 3根據從 移載控制器1 3 1所送來的控制訊號，將4 〇片份量的製 品晶圓及1 0片的模型晶圓依照對應於L 5 0之前述模樣 移載到晶圓架1 2 7內的領域pw (參照第1 q圖）（步 驟 S 7 )。 此時，決定製品晶圓P W的領域內的製品晶圓p w及 模型晶圓D W的配置位置（順序）之際，例如參照附加於 L 5 0的配置模樣所記憶之配置規則，根據該配置規則， 製品晶圓及t旲型晶圓各別移載到一定的位置後，在監控晶 圓M W的領域移載監控晶圓M W，在模型晶圓d W的領域 移載模型晶圓D W。然而如第1 〇圖所示例如l 5 0其監 控晶圓M W的片數爲3片；模型晶圓D W則上端側裝塡4 片（邊端模型），下端側裝塡1 1片（上側特殊模型2片 ，下側邊端模型9片），經完成移載合計6 8片後，使晶 圓架升降機1 2 6上升，將晶圓架1 2 7運入到反應管 1 4 1 內。 然後在步驟S 8，根據已選出的處理準則使其升溫到 一定的溫度。此情況，針對記憶在處理準則之各種溫度設 定値，進行所被選擇的批次大小及對應於該批次大小之對 應於製品晶圓的配置模樣之校正，其後用該校正値進行加 熱。針對校正値算出列舉具體例，例如加熱器1 0 5 (1 0 5 a，1 0 5 b，1 0 5 c )各種的溫度目標値爲 T 1，T 2，T 3 ;對應於批次大小L 5 0所選出的配置 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -37- 557511 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7_五、發明説明（％ ) 〇〇 模樣之溫度校正値若爲ATb (ALl，AL2，AL3 )則處理溫度，加熱器1 〇 5 a成爲T 1 + △ L 1，加熱 器105b成爲T2+AL2，加熱器l〇5c成爲丁 3 + AL 3。然後以前述處理溫度安定各加熱器1 0 5 (105a，105b，l〇5c)，則以一定的流量， 一定的處理氣體供應到反應容器內，並且進行排氣使其保 持一定的壓力；經由以此種狀態維持加熱狀態，進行也是 對晶施加熱處理之成膜處理。 如至此爲止所載述過依據上述實施形態，可變滿載批 次模式由於以與1批次份量的製品晶圓圓片數相對應之批 次大小進行熱處理，與隨時保持滿載狀態進行熱處理之滿 載批次模式的情況作比較，降低模型晶圓的使用頻度，也 縮短移載晶圓所要的時間。然後選擇依製品晶圓晶圓之配 置模樣，產生應補充到該配置模樣內的空間（不足份量） 時，算出進到應補充的空間之晶圓片數，以晶圓運送機構 移載製品晶圓及移載前述算出片數份量的模型晶圓等一連 串的動作能自動進行，因而減小作業者的負擔，提高生產 性。 另外，上述實施形態則是每個配置模樣備有達到最適 化的處理準備使用每個製品晶圓的配置模樣不致產生差異 之構成，因而每1批次使用之製品晶圓片數無論如何增減 ，使用者仍能達到均等性較高的製品群。 進而上述實施形態則是先行開始批次處理，不受限於 製品晶圓片數在晶圓架1 2 7滿載晶圓而進行之滿載批次 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 格（210X 297公釐） " -38- I II I裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 557511 A7 B7 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（36 ) 模式及依1批次所處理之製品晶圓片數使移載到晶圓架 1 2 7之晶圓片數變化之可變滿載批次模式都能選擇，因 而能運用柔性的裝置。另外例如用於維修時等之滿載批次 模式，能省略滿載批次模式所必要的幾個過程，具有能迅 速開始處理之優點。 另外關於處理準則與配置模樣（或批次大小）的關連 ’本實施形態則只記載校正處理時的溫度目標値，不過例 如依配置模樣或是批次大小使處理時處理容器的壓力或處 理氣體流量或者是升溫速度等變化亦可。 進而本實施形態由於能自由選擇配置模樣之點具有意 義，因而模型晶圓的配置位置並不侷限於製品晶圓的上下 端，例如加諸在上下端，也在中央部設置模型晶圓的領域 亦可。關於監控晶圓不配置亦可。進而本實施形態並不侷 限於成膜處理，例如用於進行氧化處理或雜質擴散處理之 熱處理裝置，所謂的氧化，擴散爐亦可。 如上述依據本發明，當以批次式對基板進行熱處理， 不侷限於1批次所處理的基板片數多少，能進行均一性較 高的處理；另外減輕作業者的負擔，也能達到提高生產性 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -39-