JP2704597B2

JP2704597B2 - 半導体ウェーハの熱処理装置

Info

Publication number: JP2704597B2
Application number: JP29282493A
Authority: JP
Inventors: 捷二鶴田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1998-01-26
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JPH06291125A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えばシリコンウェーハ
についてドナーキラー熱処理を行うための半導体ウェー
ハの熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンの単結晶の製造法として、石英
るつぼ内の溶解したシリコン中から単結晶を成長させる
ＣＺ（チョクラルスキー）法が広く使用されている。と
ころが、シリコン単結晶を引き上げる際に、石英るつぼ
がわずかながら溶け、溶解したシリコン中に酸素が混入
する。溶解したシリコンに溶け込んだ酸素は、単結晶シ
リコンの成長とともに、その結晶内に混入し、その後の
引き上げ過程の熱履歴により、サーマルドナーとして残
留する。

【０００３】したがって、サーマルドナーが成長した単
結晶中にドープするため、純粋なシリコン単結晶を得る
ことが困難となってしまう。サーマルドナーがドープし
たシリコンウェーハを半導体デバイスの製造に使用した
場合、上記不純物によりシリコンウェーハの抵抗率が均
一でなくなるために、半導体の品質が一定でなくなる。
すなわち、サーマルドナーは小量のアクセプタの不純物
を打ち消し、シリコンウェーハをＮ型にしてしまう。一
方、ドナーの不純物をドープした場合には、意図しない
にもかかわらず、低い抵抗率を示してしまう。

【０００４】したがって、半導体デバイスの品質を一定
にするため、半導体デバイスの製造プロセスの前に、サ
ーマルドナーを減少させる必要がある。ドナーキラーの
一つの方法として、従来より熱処理が行われてきた。す
なわち、成長したシリコンは複数枚のウェーハにスライ
スされ、熟練した者によりラッピング、エッチングの処
理が行われる。エッチング処理の後、サーマルドナーを
減少させるため、５００℃以上で熱処理（ドナーキラ
ー）を行う。熱処理に要する時間および温度の関係を図
８に示す。この図の直線Ａからも理解できるように、熱
処理時間が増加するに従い、シリコンウェーハの温度は
上昇する。また、この活性化エネルギーは２．７ｅＶで
ある。

【０００５】しかしながら、このような従来のドナーキ
ラー熱処理のプロセスは、熱エネルギーの変動の影響を
受けやすいものであった。例えば、熱処理後のシリコン
ウェーハを４５０℃付近で急速に冷却しなければ、サー
マルドナーが減少するどころか逆に再発生してしまう。
このような問題は、８インチ等の大きなサイズのシリコ
ンウェーハに顕著に生ずる。さらに、シリコンウェーハ
を７００℃付近で長時間加熱すると、酸素に起因するニ
ュードナーと呼ばれる別のドナーが発生してしまう。し
たがって、正確な温度制御が半導体ウェーハ熱処理装置
に要求されている。

【０００６】近年は、半導体集積回路の集積度が向上す
るに従い、回路素子のサイズが小さくなり、またシリコ
ンウェーハはよりサイズの大きなものが使用されてい
る。多数の半導体素子がサイズの大きな単一のシリコン
ウェーハ上に形成され、多数の半導体デバイスが均一の
製造品質を求められてきている。したがって、半導体デ
バイスの製造に際しては、サイズの大きなシリコンウェ
ーハが均一の特性を有することが要求され、このために
はシリコンウェーハの熱処理プロセスが正確に制御され
なければならない。また、このような熱処理は、イント
リンシックゲッタリングにおける酸素の析出核の形成に
も関与するものでもある。

【０００７】第１の従来の熱処理システムを図７に示
す。この熱処理システムは、概略、カセットローダ１、
加熱ゾーン２、冷却ゾーン３を有して構成されている。
この熱処理システムにおいて、カセット４内の予め定め
られた数のシリコンウェーハは、ボート１ａ上に直線状
に配置される。ボート１ａは、加熱ゾーン２において管
状の横型加熱炉２ａ内に搬送され、加熱領域Ｃ１へ突入
するものである。シリコンウェーハ５は、制御部２ｂに
より予め定められた温度プロファイルに従い、横型加熱
炉２ａにおいて加熱される。このとき、ボート１ａは横
型加熱炉２ａ内に静止したままである。

【０００８】加熱処理の後、ボート１ａは横型加熱炉２
ａから取り出され、続いて冷却ゾーン３へと搬送され
る。冷却ゾーン３は、複数の冷却ファン３ａを備え、冷
却ファン３ａは冷気をボート１ａ上のシリコンウェーハ
５に吹き付けるものである。冷気はシリコンウェーハ５
を急速に冷却し、４５０℃付近で加速度的にその温度を
下げる。このとき、ボート１ａは冷却ゾーン３内におい
て静止したままである。

【０００９】第２の従来の熱処理システムを図８に示
す。この熱処理システムは垂直に立設した管状の縦型加
熱炉６ａを備えたものであり、この縦型加熱炉６ａの加
熱領域は符号Ｃ２で示された部分である。シリコンウェ
ーハ７はカセットローダ９においてカセット８から垂直
なボート９ａに積載され、ボート９ａは立設した縦型加
熱炉６ａの底部から挿入される。ボート９ａもまた、縦
型加熱炉６ａ内に静止したままである。制御部６ｂは予
め定められた温度プロファイルに従い、縦型加熱炉６ａ
の温度を制御するものである。熱処理後、ボート９ａは
縦型加熱炉６ａ内から取り出され、シリコンウェーハ７
は上述した冷却ファン３ａと同様の冷却ファンにより急
速に冷却される。このような縦型加熱炉６ａは、８イン
チのシリコンウェーハのようにサイズの大きなものに適
したものである。

【００１０】さらに、急速加熱炉を用いた第３の従来の
熱処理システムを図９に示す。この熱処理システムは、
輻射器１０ｂに囲まれた加熱炉１０ａ、タングステンハ
ロゲンランプアレイ１０ｃを備えて構成されている。加
熱炉１０ａの入口は炉口フランジ１０ｄにより覆われて
おり、ガスパージノズル１０ｅは加熱炉１０ａ内に挿入
されている。放射温度計１０ｆは加熱炉１０ａ内の温度
を計るものであり、石英サセプタ１０ｇは加熱炉１０ａ
内に配設されている。

【００１１】シリコンウェーハ１１は石英サセプタ１０
ｇ上に載置され、タングステンハロゲンランプアレイ１
０ｃは赤外線を加熱炉１０ａに照射し、シリコンウェー
ハ１１を加熱する。加熱炉の温度は５００℃〜７００℃
の間にあり、上述した第１、第２の熱処理システムに比
べて温度が高いものである。しかしながら、この熱処理
システムにあっても、シリコンウェーハ１１は加熱炉１
０ａ内に静止したままである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した第１、第２の
従来の熱処理システムは、各シリコンウェーハのばらつ
きを考慮して、シリコンウェーハ５、７を６００℃〜６
５０℃の範囲で３０分〜６０分の間加熱している。酸素
ドナーはこのように比較的に低い温度で増加しがちであ
るが、熱処理は安定したものとなっている。しかしなが
ら、第１、第２の従来の熱処理システムにあっては、貧
弱な操作性、誤操作、低生産性、不均一な熱処理という
問題が生じていた。細述すると、ボート１ａ、９ａ上に
載置された、予め定められた数のシリコンウェーハ５、
７は、加熱炉２ａ、６ａにおいて同時に加熱される。と
ころが、もし、ボート１ａ、９ａがシリコンウェーハ
５、７で満たされていない場合には、熱容量を均一にす
るためダミーのウェーハをシリコンウェーハ５、７とと
もにボート１ａ、９ａ上に載置する必要がある。このた
め、第１、第２の従来の熱処理システムにあっては、各
ボート１ａ、９ａ毎にダミーのウェーハが載置されてい
るか否かを判断しなければならず、操作性に劣るもので
あった。

【００１３】さらに、加熱炉２ａ、６ａが多数のボート
１ａ、９ａを格納するのに十分に長ければ、同一サイズ
のシリコンウェーハを同時に加熱することが可能であ
る。ところが、いずれかのボートに異なったサイズのシ
リコンウェーハが載置されている場合には、熱処理シス
テムはこれらのシリコンウェーハには不適当なものとな
る。したがって、第１、第２の従来の熱処理システムに
固有の問題として、誤操作の可能性が生じるという点を
第２の問題として掲げることができる。

【００１４】第３の問題はバッチ処理による加熱炉２
ａ、６ａに起因するものである。ボート１ａ、５ａは加
熱炉２ａ、６ａ内に静止したままであるため、オペレー
タは加熱炉２ａ、６ａ内のボート１ａ、５ａを入れ換え
る必要があり、この結果、加熱炉２ａ、６ａは、バッチ
処理毎に、その温度が変動していた。したがって、第
１、第２の従来の熱処理システムにあっては、低生産性
という問題が生じていた。

【００１５】第１、第２の従来技術における第４の問題
は、不均一な熱処理に関するものである。これは、ボー
ト１ａ、５ａがシリコンウェーハ５、７を保持している
ことから、両者が接触する部分の温度が低下しやすいこ
とに起因するものである。この結果、ウェーハの抵抗率
が均一でなくなり、半導体デバイスの不良が生じてい
た。このように、従来の第１、第２の熱処理システムは
種々の問題を抱えていた。

【００１６】急速加熱炉を備えた第３の従来の熱処理シ
ステムにあっては、シリコンウェーハ１１は石英サセプ
タ１０ｇ上に載置されているため、上記第１、第２の従
来技術における問題は生じない。しかしながら、バッチ
処理の加熱炉にあっては、生産性が低いという問題が生
じる。また、各シリコンウェーハ表面の状態が異なる場
合、赤外線輻射率の相違により、５００℃〜７００℃の
中温領域において表面温度のばらつきは大きなものとな
る。シリコンウェーハの表面状態が均一でない場合に
は、不均一な温度分布は一枚のシリコンウェーハにおい
て生じる。この結果、第３の従来の熱処理システムによ
り処理されたシリコンウェーハの抵抗率は不均一なもの
となりやすい。

【００１７】

【発明の目的】そこで、本発明は、半導体ウェーハの熱
処理装置において、操作性の向上、誤操作の防止、生産
性の向上、均一な熱処理を可能ならしめることを目的と
している。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、半導体ウェーハを一枚ずつ供給するウェーハ供給手
段(21)と、熱処理後の半導体ウェーハを排出するウェー
ハ排出手段(23)と、上記ウェーハ供給手段(21)と上記ウ
ェーハ排出手段(23)との間に介在した熱処理手段(22)と
を備え、上記熱処理手段(22)は、上記ウェーハ供給手段
(21)と上記ウェーハ排出手段(23)との間に設けられ、半
導体ウェーハをウェーハ供給手段(21)からウェーハ排出
手段(23)に所定の搬送速度で搬送するとともに、当該搬
送速度を変更可能な搬送手段(27a〜27f、44)と、それぞ
れが独立して半導体ウェーハを目標温度に加熱可能な複
数の加熱部(22ba〜22be）と、上記複数の加熱部(22ba〜
22be)に連なるととともに、それぞれが独立して半導体
ウェーハを目標温度に冷却可能な複数の冷却部(22ca〜2
2ce)と、少なくとも一つの温度プロファイルを記憶し、
上記複数の加熱部(22ba〜22be)のそれぞれの温度、上記
複数の冷却部(22ca〜22ce)のそれぞれの温度、上記搬送
手段(27a〜27f、44)における搬送速度を上記温度プロフ
ァイルに従い制御する制御部(24)とを備えたことを特徴
とする。

【００１９】

【作用】本発明に係る半導体ウェーハの熱処理装置で
は、ウェーハ供給手段からウェーハ排出手段まで搬送手
段により半導体ウェーハを１枚ずつ搬送する。そして、
その搬送経路の途中にあって半導体ウェーハは熱処理手
段により加熱および冷却される。

【００２０】すなわち、ドナーキラー熱処理を半導体ウ
ェーハの１枚毎に、連続的に行うことができるものであ
る。加熱部を例えば熱処理炉で構成し、この熱処理炉が
かなりの熱容量を有して一定温度に保たれているとする
と、これに１枚ずつウェーハが投入されるため、搬送過
程で均一に一定速度で加熱される。また、例えば冷却部
を構成する冷却ゾーンでは同様に一定速度でウェーハが
冷却される。これらの結果、該熱処理の安定性を飛躍的
に高めることができる。また、ウェーハ供給手段および
ウェーハ排出手段に、特開昭６２−２５９９０６号公報
に示すようなカセットローダを設け、ロボットにより、
カセットローダから熱処理炉に、また、熱処理炉からカ
セットローダに、カセットを装着することにより、ウェ
ーハは熱処理の前後で同一のカセット位置にあるためロ
ット識別が容易となる。

【００２１】また、本発明にあっては、複数の加熱部お
よび複数の冷却部が配設され、それぞれが独立して半導
体ウェーハの温度を制御可能であるため、サーマルドナ
ーの消去と酸素析出特性との両者を好適に満たす最適な
条件（温度プロファイル）を設定することができる。こ
の結果、当該熱処理装置によれば、好適な抵抗率分布を
有し、均一な酸素析出特性を有するシリコンウェーハの
生産性を向上させることができる。

【００２２】例えば図６に示すように、ドナーキラー熱
処理に要する時間は、５６５℃では２４分、５９０℃で
は１００秒、６８５℃では３１秒、７００℃では２１秒
となる。更に、６８５℃に保持する必要時間は、この温
度に到達するまでにドナー消失が行われているため、更
に短くて良いこととなる。このように急速加熱を行う
と、シリコンウェーハについて汚染の虞がない。

【００２３】さらに、本発明によれば、シリコンウェー
ハが一枚毎に順次、搬送手段によって加熱部から冷却部
へと自動的に搬送される。したがって、複数枚のウェー
ハを有する各ボート毎に加熱処理を行う従来の熱処理装
置と比べて、以下の効果を得ることができる。すなわ
ち、各ボート毎の熱容量を等しくするためにダミーのウ
ェーハを使用する必要がなくなる。また、ウェーハを一
枚毎に熱処理するため、サイズの異なるウェーハであっ
ても容易に加熱処理を行うことができる。

【００２４】

【実施例】図１〜図５は本発明の一実施例に係る半導体
ウェーハの熱処理装置を示す図である。図１に示すよう
に、この熱処理装置は、概略、カセットローダ２１、加
熱ゾーン２２、カセットアンローダ２３、制御部２４を
備え、ファン２５ａ、空気清浄器２５ｂを備えたクリー
ンルーム２５内に配設されている。

【００２５】クリーンルーム２５、ファン２５ａ、空気
清浄器２５ｂは、空気の循環経路を形成し、空気中のチ
リ、ゴミ等が除去される構成となっている。カセットロ
ーダ２１は、ターンテーブル２１ａ、ロボットハンド２
１ｂ、ブリッジテーブル２１ｃを備え、ウェーハＷを保
持するカセット２６はターンテーブル２１ａ上を巡回す
る構成となっている。それぞれのカセット２６は複数の
シリコンウェーハＷを保持し、ブリッジテーブル２１ｃ
の正面の供給位置に向けて断続的に移動するものであ
る。

【００２６】ロボットハンド２１ｂは、カセット２６か
らシリコンウェーハＷを一枚毎に順に取り出し、ブリッ
ジテーブル２１ｃ上に載置する。カセット２６からすべ
てシリコンウェーハＷが取り出された場合には、空のカ
セット２６はブリッジテーブル２１ｃの正面から遠ざか
り、次のカセット２６がこの位置まで移動する。空のカ
セット２６はターンテーブル２１ａから取り除かれ、シ
リコンウェーハＷを保持した他のカセットに２６置き換
えられる。

【００２７】加熱ゾーン２２は、概略、搬送機構２２
ａ、加熱ユニット２２ｂ、冷却ユニット２２ｃを備えて
いる。搬送機構２２ａは加熱ゾーン２２において延設さ
れ、カセットローダ２１近傍の入口、カセットアンロー
ダ２３へ通じる出口を備えている。搬送機構２２ａは、
加熱ユニット２２ｂ、冷却ユニット２２ｃから上記出口
へと通じている。加熱ユニット２２ｂ、冷却ユニット２
２ｃを通過する際、それぞれのシリコンウェーハＷは加
熱された後に冷却され、サーマルドナーは加熱処理によ
って効果的に減少するものである。

【００２８】図２、図３に、加熱ユニット２２ｂにおけ
る搬送機構２２ａの一部を示す。搬送機構２２ａはウォ
ーキングビーム搬送機構により構成され、５段階のウォ
ーキングビームセクションが加熱ユニット２２ｂに割り
当てられている。加熱ユニット２２ｂに割り当てられた
それぞれのウォーキングビームセクションは、６本のウ
ォーキングビーム２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２
７ｅ，２７ｆを備えて構成され、これらのウォーキング
ビーム２７ａ〜２７ｆは石英チューブ２８内に配設され
ている。

【００２９】中空の石英チューブ２８はその断面が略矩
形をなしている。石英チューブ２８内に配設されたウォ
ーキングビーム２７ａ〜２７ｆ上にはシリコンウェーハ
Ｗが載置され、そして、このシリコンウェーハＷは次の
ウォーキングビームセクションへと搬送される構成とな
っている。図示されていないが、ガスノズルが石英チュ
ーブ２８の一端に配設され、不活性ガス（例えば窒素ガ
ス）が中空の石英チューブ２８内に流れ込む構成となっ
ている。図３に示すように、窒素ガスは、石英チューブ
２８の他端に配設された吸入用のノズル３０により吸い
込まれる構成となっている。よって、加熱ユニット２２
ｂを通過する際、シリコンウェーハＷは窒素ガス中に閉
じ込められ、大気に触れることがなくなる。

【００３０】加熱ユニット２２ｂには、石英チューブ２
８に沿って、所定長さの上側、下側の各ヒータ２９ａ、
２９ｂが配設されている。これらのヒータ２９ａ、２９
ｂに代えて、赤外線ランプを使用することも可能であ
る。ヒータ２９ａ、２９ｂの長さは１５００ミリメート
ルであり、シリコンウェーハＷを６００℃以上で加熱可
能なものである。５つのウォーキングビームセクション
は、図１の加熱ユニット２２ｂのヒータブロック２２ｂ
ａ，２２ｂｂ，２２ｂｃ，２２ｂｄ，２２ｂｅに対応し
ており、５つのヒータブロック２２ｂａ〜２２ｂｅはそ
れぞれ独立に制御可能なものである。この場合、５つの
ヒータブロック２２ｂａ〜２２ｂｅは、後述するように
各々予め定められた温度に設定される。すなわち、たと
え複数枚のシリコンウェーハＷが同一のシリコン結晶か
らスライスされたものであったとしても、各シリコンウ
ェーハＷは厳密には同一の特性を有さない。この場合、
各シリコンウェーハＷ毎に設定された最適な温度プロフ
ァイルに従い、シリコンウェーハＷのサーマルドナーを
効果的に低減することができるものである。

【００３１】続いて、本実施例に係る熱処理装置の作用
を説明する。試験用のシリコンウェーハを柱状をなす単
結晶シリコンのトップおよびボトムの部分から切り出
し、それぞれのシリコンウェーハについて実験的に最適
な温度プロファイルを探し出す。すなわち、温度の変動
を監視するため熱電対（未図示）を試験用の各シリコン
ウェーハに取り付け、また、熱処理後のシリコンウェー
ハの抵抗率および析出した酸素量を測定する。試験用の
ウェーハに供給された熱エネルギーは、例えば、７００
℃で２１秒間、６８５℃で３１秒間、５９０℃で１００
秒間、５６５℃で１４４０秒間（２４分間）加熱したも
のに相当する（図８）。上述した方法によって、熱処理
のシミュレーションが試験用のウェーハに対して行われ
る。同一のシリコン単結晶から切りだした各ウェーハに
関する温度プロファイルは、試験用のウェーハを用いる
ことによってより一層の最適化を図ることができ、搬送
速度については温度プロファイルに対応して決定され
る。

【００３２】図４に、サーマルドナーおよび酸素の析出
が生じない制御範囲を示す。この図の曲線Ｐ１は、単結
晶シリコンのボトムから切り出されたシリコンウェーハ
Ｗのサーマルドナーについての境界条件を示している。
石英チューブ２８におけるウェーハＷの搬送速度および
温度の関係を示す曲線Ｐ１に対して左側の領域で示され
た条件によると、シリコン単結晶のボトムから切り出さ
れたシリコンウェーハＷにはかなりの量のサーマルドナ
ーが残存し、半導体デバイスの規格を満足させることは
ほとんど不可能となる。一方、曲線Ｐ１の右側の条件に
よる場合には、シリコン単結晶のボトムから切り出され
たシリコンウェーハＷにおけるサーマルドナーを十分に
低減させることができ、サーマルドナー等は設計規格の
基準値以下になる。

【００３３】図中のＰ２は、シリコン単結晶のトップか
ら切り出されたシリコンウェーハＷについての温度およ
び搬送速度の関係を示したものである。すなわち、曲線
Ｐ２の左側の領域の条件によると、シリコン単結晶の上
部から切り出されたシリコンウェーハＷにはかなりの量
のサーマルドナーが含まれ、半導体デバイスの規格を満
足させることはほとんど不可能となる。ところが、曲線
Ｐ２の右側の領域の条件によれば、シリコン単結晶のボ
トムから切り出されたシリコンウェーハＷにおけるサー
マルドナーを十分に低減させることができ、シリコンウ
ェーハＷは高集積度のデバイス作成に許容し得るものと
なる。

【００３４】Ｐ３は酸素析出特性についての境界条件を
表し、シリコン単結晶のトップおよびボトムの両部分か
ら切り出されたシリコンウェーハＷについて適用される
ものである。曲線Ｐ３の右側の領域の条件によれば、シ
リコンウェーハＷの酸素が析出し、シリコンウェーハＷ
は集積回路の製造には不適当なものとなる。一方、曲線
Ｐ３の左側の領域の条件によれば、酸素析出量は減少
し、シリコンウェーハＷは半導体集積回路の製造に適し
たものとなる。

【００３５】この結果、曲線Ｐ２およびＰ３に囲まれた
領域Ｒ３で表された条件に従う限り、シリコン単結晶の
位置に関係なく、シリコンウェーハＷは、抵抗率の制御
容易性を考慮した設計規格を満足させるものとなる。領
域Ｒ３は、およそ第１、第２、第３の近似直線により表
され、第１の近似直線は第１の座標ＰＴ１（５ミリメー
トル／秒、６５０℃）、第２の座標ＰＴ２（２１ミリメ
ートル／秒、６９５℃）により決定される。第２の近似
直線は第３の座標ＰＴ３（２.５ミリメートル／秒、６
５５℃）、第４の座標ＰＴ４（８ミリメートル／秒、６
８０℃）により決定される。第３の近似直線は第５の座
標ＰＴ５（１３ミリメートル／秒、６９５℃）、第６の
座標ＰＴ５（２１ミリメートル／秒、７１０℃）により
決定される。

【００３６】曲線Ｐ１およびＰ２により囲まれた領域Ｒ
２は、シリコン単結晶のトップから切り出されたシリコ
ンウェーハＷについてのみ適用される。領域Ｒ１はすべ
てのシリコンウェーハに対して適用し得ないものであ
る。シリコン単結晶のトップから切り出されたシリコン
ウェーハＷは高温、長時間の加熱を必要とし、搬送速度
を遅くすることにより、比較的に広い温度範囲下におい
てシリコンウェーハＷの酸素が析出する。これらの傾向
は、シリコンウェーハＷがＰ型、Ｎ型のいかんにかかわ
らず、見受けられるものである。曲線Ｐ３は、シリコン
単結晶の位置にかかわらず、適用し得る条件を示したも
のであるが、析出酸素の減少は、シリコン単結晶のボト
ムから切り出されたシリコンウェーハを高温で加熱した
場合に顕著にあらわれるものである。さらには、酸素
は、シリコンウェーハの中心部において析出しやすいも
のである。

【００３７】熱処理は、サーマルドナーおよび酸素析出
量だけでなく、ＢＭＤ（ｂｕｌｋｍｉｃｒｏ−ｄｅｆｅ
ｃｔ）にも影響を与える。図５は、酸素濃度が低い
（１．１〜１．３×１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³）結晶に
ついてのＢＭＤの量、石英チューブ２８の温度、シリコ
ンウェーハの搬送速度との関係を示すものである。細い
実線、破線、太い実線は、それぞれ搬送速度が１４ミリ
メートル／秒、２０ミリメートル／秒、２４ミリメート
ル／秒であることを示している。酸素濃度の低いシリコ
ンウェーハは、高温の熱処理を行うことにより、そのＢ
ＭＤが減少する。このことは、石英チューブ２８の搬送
速度および温度を制御する際に考慮される。

【００３８】図１において、最適な搬送速度および温度
の情報は、コンピュータシステムにより構成される制御
部２４のデータ記憶部に記憶され、この情報に従い制御
部２４はウォーキングビームセクションを制御するもの
である。複数の温度計３１のそれぞれはヒータブロック
２２ｂａ〜２２ｂｅに埋設され、各ヒータブロックの温
度は温度計３１により計測されるものである。各ヒータ
ブロックの温度の情報は制御部２４に送られ、データ記
憶部に記憶された温度プロファイルに従いヒータ２９
ａ、２９ｂは制御されるものである。加熱ユニット２２
ｂの熱容量はシリコンウェーハＷに比べてはるかに大き
いため、３インチから８インチまでの大口径のウェーハ
までほぼ同一条件での熱処理が可能となる。

【００３９】５つのウォーキングビームセクションは冷
却ユニット２２ｃに対応して設けられており、各ウォー
キングビームセクションは６本の石英のウォーキングビ
ームにより構成されている。加熱処理されたシリコンウ
ェーハＷが搬送機構２２ａの出口に達すると、シリコン
ウェーハは順次加熱ユニット２２ｂから冷却ユニット２
２ｃへと供給される。シリコンウェーハＷは冷却ユニッ
ト２２ｃのトンネル内を進み、冷却ガスにさらされる。
冷却ガスは循環システムあるいは非循環システムにより
供給される。図示されていないが、温度計が冷却ユニッ
ト２２ｃに配設され、トンネル内の温度を制御部２４に
知らる構成となっている。制御部２４はシリコンウェー
ハＷおよびウォーキングビームセクションに吹き付ける
冷却ガスの量を制御するとともに、シリコンウェーハＷ
にサーマルドナーが生ずるのを防止するためにシリコン
ウェーハＷを４５０℃付近で急速に冷却するものであ
る。

【００４０】カセットアンローダ２３にはターンテーブ
ル２３ａ、ロボットハンド２３ｂ、ブリッジテーブル２
３ｃが配設されている。空のウェーハカセット３２はタ
ーンテーブル２３ａ上を巡回し、そしてブリッジテーブ
ル２３ｃの正面位置に達するものである。シリコンウェ
ーハＷは順に冷却ユニット２２ｃに運ばれ、ロボットハ
ンド２３ｂはアンローディングポジションにおいて空の
ウェーハカセット３２にシリコンウェーハＷｘを挿入す
る。ウェーハカセット３２に予め定められた枚数のシリ
コンウェーハＷｘが装着されると、ウェーハカセット３
２は断続的に移動する。

【００４１】この結果、シリコンウェーハＷｘで満たさ
れたウェーハカセット３２はアンローディングポジショ
ンから離れ、新たにに空のウェーハカセット３２がアン
ローディングポジションに到達する。後述するように、
シリコンウェーハＷｘを保持したウェーハカセット２６
はローディングポジションに移動し、ロボットハンド２
１ｂはウェーハカセット２６からシリコンウェーハＷｘ
をブリッジテーブル２１ｃを介して搬送機構２２ａに供
給する。

【００４２】シリコンウェーハＷｘはウォーキングビー
ムセクションに送られ、ヒータ２９ａ、２９ｂが配設さ
れた石英チューブ２８を２０ミリメートル／秒の速度で
通過する。例えば、最終のヒータブロック２２ｂｅは６
８５℃の温度に調節され、シリコンウェーハＷｘは最終
のヒータブロック２２ｂｅを１５秒で通過する。また、
仮にシリコンウェーハＷの厚さｔｘを６２５μｍとする
と、搬送速度Ｖは以下のようになる。すなわち、Ｖ＝
（０．３Ｔ−ａ）・（ｌｘ／９００）・（６５０／ｔ
ｘ）＝９．５から４４．３ミリメートル／秒となる。

【００４３】ここで、Ｔは６８５℃、ｌｘは１５００ミ
リメートル、ａは１８０〜２００である。定数ａはシリ
コン単結晶のトップから切り出されたシリコンウェーハ
Ｗｘに基づいて予め決定されるものである。仮に、シリ
コンウェーハＷｘがシリコン単結晶のトップから切り出
されたものであった場合、定数ａの範囲は１８７から１
９３となり、シリコンウェーハＷｘは比較的に長時間加
熱される。これは、シリコン単結晶のトップにおけるサ
ーマルドナーの除去が困難であることを考慮したもので
ある。よって、搬送機構２２ａは２１．７〜３２．１ミ
リメートル／秒の速度に制御され、シリコンウェーハＷ
ｘにおけるサーマルドナーは除去されるものである。

【００４４】シリコンウェーハＷｘは、加熱ユニット２
２ｂから冷却ユニット２２ｃに進み、ウォーキングビー
ムセクションによって連続的に搬送される。シリコンウ
ェーハＷｘが冷却ユニット２２ｃを通過する間、サーマ
ルドナーが再発生することのないようシリコンウェーハ
Ｗｘは急速に冷却され、シリコンウェーハＷｘは搬送機
構２２ａの出口において６０℃となる。サーマルドナー
は約４５０℃において増大する傾向にあるため、シリコ
ンウェーハＷｘは４５０℃付近において急速に冷却され
る必要があるが、搬送機構２２ａの出口において４５０
℃よりもわずかに低くてもよい。例えば、シリコンウェ
ーハＷｘが４４０℃であったとしても、熱処理プロセス
においては問題がない。

【００４５】シリコンウェーハＷｘが搬送機構２２ａの
出口に達すると、シリコンウェーハＷｘはブリッジテー
ブル２３ｃに進み、ロボットハンド２３ｂがこれを空の
ウェーハカセット３２内に挿入する。ウェーハカセット
３２がシリコンウェーハによって満たされると、ウェー
ハカセット３２はターンテーブル２３ａから離れ、ウェ
ーハカセットは所定の位置に停止する。

【００４６】したがって、本実施例に係る半導体ウェー
ハの熱処理装置によれば、いかなるダミーのウェーハを
も必要としないため、煩雑な作業を回避することが可能
となるものである。予め定められた枚数のシリコンウェ
ーハＷはウェーハカセットから取り出され、空のウェー
ハカセットに移される。これは、全てのシリコンウェー
ハは同一のサイズであることを意味している。さらに
は、石英チューブ２８は多数のシリコンウェーハを高温
で一斉に加熱するため、熱処理を効率よく行うことが可
能となるものである。また、本実施例に係る熱処理装置
はクリーンルーム内に配設されているため、シリコンウ
ェーハにゴミ等が付着するのを防止することができる。
これに加えて、シリコンウェーハＷがウォーキングビー
ムシステムにより搬送されながら、その表面全体に高温
の空気が吹きつけられる。この結果、シリコンウェーハ
全体に均一な熱処理を行うことが可能となるものであ
る。

【００４７】すなわち、バッチ熱処理炉の安定性と、急
速加熱炉の操作性の両方の利点を兼ね備え、ロット枚数
に関係なく、また、異なる径のウェーハでもカセットの
取り替えのみでよく、シリコンウェーハのフレキシブル
なドナーキラー熱処理と、この信頼性を高めることがで
きる。また、シリコンウェーハについてその全面に均一
な熱処理を施すことができ、そのウェーハ全面の抵抗率
を正確に評価することができ、デバイスの製造条件に合
った酸素析出特性を有するウェーハを製造することがで
きる。

【００４８】続いて、本発明の第２実施例に係る半導体
ウェーハの熱処理装置を説明する。

【００４９】図１０は、本実施例に係る加熱ゾーン２
２、制御部２４等をブロック図であらわしたものであ
る。上述したように、加熱ゾーン２２は、加熱ユニット
２２ｂ、冷却ユニット２２ｃを備えて構成され、制御部
２４によって制御されるものである。加熱ユニット２２
ｂは、５つのヒータブロック２２ｂａ〜２２ｂｅに分割
され、ヒータブロック２２ｂａ〜２２ｂｅのそれぞに対
応してヒータ４３ａ〜４３ｅ、温度計３１が配設されて
いる。ヒータブロック２２ｂａ〜２２ｂｅは、ヒータ４
３ａ〜４３ｅによって加熱され、各ヒータブロック２２
ｂａ〜２２ｂｅの温度は温度計３１によって検出される
構成となっている。温度計３１によって検出された温度
の信号は、図示されていないＡ／Ｄ変換器によってディ
ジタルデータに変換された後、バスシステム４７を介し
てインターフェース２４ｆに入力される。制御部２４は
この信号に基づき、各ヒータ４３ａ〜４３ｅに印加する
電力を決定し、ヒータブロック２２ｂａ〜２２ｂｅの温
度を独立に制御するものである。

【００５０】冷却ユニット２２ｃもまた、５つの冷却ブ
ロック２２ｃａ〜２２ｃｅに分割され、それぞれの冷却
ブロック２２ｃａ〜２２ｃｅに対応して制御弁４６ａ〜
４６ｅ、温度計３１が配設されている。制御弁４６ａ〜
４６ｅは、冷却ブロック２２ｃａ〜２２ｃｅに供給する
冷却ガスの量を制御するものであり、バスシステム４７
を介して制御部２４によって制御される構成である。し
たがって、各冷却ブロック２２ｃａ〜２２ｃｅの温度は
独立に制御されるものである。ガス循環装置４５は、冷
却ユニット２２ｃに冷却ガスを供給するためのものであ
る。

【００５１】ウォーキングビーム２７ａ〜２７ｆはビー
ム駆動装置４４により駆動され、ビーム駆動装置４４に
おける搬送速度は制御部２４によって制御可能である。
したがって、ウェーハＷが加熱ユニット２２ｂから冷却
ユニット２２ｃを通過する時間を変化させることができ
るものである。

【００５２】制御部２４は、ＣＰＵ２４ａ、メモリシス
テム２４ｇ、バスシステム２４ｅ、インターフェース２
４ｆを有して構成されている。メモリシステム２４ｇは
プログラムメモリ２４ｂ、データテーブル２４ｃ、ワー
キングメモリ２４ｄ等により構成され、バスシステム２
４ｅを介してＣＰＵ２４ａによりデータの読み書きが行
われるものである。プログラムメモリ２４ｂはィンスト
ラクションコードが書き込まれており、ＣＰＵ２４ａが
これらを順次読み出すことにより予め定められたプログ
ラムを実行するものである。

【００５３】データテーブル２４ｃには加熱処理におけ
る標準的な温度プロファイルのデータが書き込まれてい
る。温度プロファイルのデータは、ヒータブロック２２
ｂａ〜２２ｂｅ、冷却ブロック２２ｃａ〜２２ｃｅのそ
れぞれについての各時刻の制御目標温度を表すデータ、
および、各時刻におけるウォーキングビームの搬送速度
を表すデータよりなっている。なお、新たな温度プロフ
ァイルのデータをデータテーブル２４ｃに追加すること
も可能である。

【００５４】これらの温度プロファイルのデータを作成
するにあたっては、試験用のウェーハに熱電対を設け、
加熱ユニット２２ｂから冷却ユニット２２ｃへと搬送さ
せる。そして、試験者が加熱ユニット２２ｂ、冷却ユニ
ット２２ｃの各ブロックの温度、および、ウォーキング
ビームにおける搬送速度を手動で調整し、試行錯誤を繰
り返すことによって、最適な温度プロファイルを決定す
る。このようにして得られた温度プロファイルのデータ
はデータテーブル２４ｃに書き込まれる。

【００５５】ワーキングメモリ２４ｄはＣＰＵ２４ａの
動作領域として使用されるものであり、スタックポイン
タ等が書き込まれるものである。また、ＣＰＵ２４ａは
データテーブル２４ｃから温度プロファイルのデータを
読み出すと、このデータをワーキングメモリ２４ｄに蓄
えておく。そして、ＣＰＵ２４ａはこのデータに基づ
き、ヒータ４３ａ〜４３ｅ、制御弁４６ａ〜４６ｅ、ビ
ーム駆動装置４４の制御信号を生成するものである。

【００５６】インターフェース２４ｆは入出力バッファ
を備え、バスシステム４７を介してヒータ４３ａ〜４３
ｅ、制御弁４６ａ〜４６ｅ、ビーム駆動装置４４に制御
信号を送信するとともに、温度計３１からの信号を受信
するものである。他の構成については、上述した第１実
施例に係る半導体ウェーハの熱処理装置と同様に構成さ
れているので説明を省略する。

【００５７】続いて、本実施例に係る半導体ウェーハの
熱処理装置の作用を図１２、図１３のフローチャートを
参照しながら説明する。先ず、熱処理装置に電源が投入
されると、ＣＰＵ２４ａは装置を初期状態に設定する
（ステップＳ１）。そして、ＣＰＵ２４ａは図示されて
いない操作パネルのスイッチ等の状態を読み取り、オペ
レータによって選択された温度プロファイルを決定す
る。温度プロファイルが決定されると（ステップＳ
２）、ＣＰＵ２４ａは温度プロファイルのデータをデー
タテーブル２４ｃから読み取り、ワーキングメモリ２４
ｄに蓄えておく。この温度プロファイルデータの一例を
図１１に示す。この図の横軸はシリコンウェーハのヒー
タブロック２２ｂａ〜２２ｂｅ、冷却ブロック２２ｃａ
〜２２ｃｅにおける搬送位置を表し、縦軸はシリコンウ
ェーハの表面温度を表している。この図から確認できる
ように、シリコンウェーハはヒータブロック２２ｂａ〜
２２ｂｅを順に通過することにより表面温度が上昇し、
冷却ブロック２２ｃａ〜２２ｃｅを通過することにより
表面温度が急速に下降している。なお、本実施例におい
て使用される温度プロファイルは、図１１に示された温
度プロファイルに限定されるものではない。

【００５８】ステップＳ３において、ＣＰＵ２４ａは加
熱ユニット２２ｂおよび冷却ユニット２２ｃの温度を検
出する。すなわち、ＣＰＵ２４ａはヒータブロック２２
ｂａ〜２２ｂｅ、冷却ブロック２２ｃａ〜２２ｃｅのそ
れぞれに配設された温度計３１に検出温度のデータを要
求し、このデータをワーキングメモリ２４ｄに一時的に
蓄えておく。ＣＰＵ２４ａは検出温度のデータを温度プ
ロファイルに割り当て、各ブロック２２ｂａ〜２２ｂ
ｅ、２２ｃａ〜２２ｃｅの現在の温度が温度プロファイ
ルを満足しているか否かを判断する。各々の温度が目標
値から外れている場合（ステップＳ４でＮＯ）には、Ｃ
ＰＵ２４ａはステップＳ５で生成されたデータテーブル
に従い、加熱ユニット２２ｂ、冷却ユニット２２ｃの制
御信号を生成する。

【００５９】ＣＰＵ２４ａはステップＳ６に進み、ヒー
タ４３ａ〜４３ｅ、制御弁４６ａ〜４６ｅ、ビーム駆動
装置４４のそれぞれに制御信号を出力する。しかしなが
ら、ビーム駆動装置４４はこの段階ではウォーキングビ
ームを駆動しない。ステップＳ６の後、ＣＰＵ２４ａは
ステップＳ３に戻り、各ヒータブロック２２ｂａ〜２２
ｂｅ、冷却ブロック２２ｃａ〜２２ｃｅの温度が目標値
に達するまでステップＳ３〜Ｓ６の処理を繰り返し実行
する。

【００６０】ヒータ４３ａ〜４３ｅおよび制御弁４６ａ
〜４６ｅが各ヒータブロック２２ｂａ〜２２ｂｅ、冷却
ブロック２２ｃａ〜２２ｃｅの温度を目標値に調節する
と、ステップＳ４の判断結果はＹＥＳとなり、熱処理の
準備が完了する。ＣＰＵ２４ａはステップＳ７に進み、
カセットローダ２１、カセットアンローダ２３、ウォー
キングビーム２７が既に作動しているか否かを確認す
る。ＣＰＵ２４ａがステップＳ７を最初に通過する際に
は、ステップＳ７の判断結果はＮＯであるため、ＣＰＵ
２４ａはカセットローダ２１、カセットアンローダ２３
を始動する（ステップＳ８）。さらに、ステップＳ９に
おいて、ＣＰＵ２４ａはウォーキングビーム２７を始動
し、カセットローダ２１はシリコンウェーハをウォーキ
ングビーム２７に供給する。シリコンウェーハは一枚毎
に加熱ユニット２２ｂによって加熱され、この後、冷却
ガスによって冷却される。

【００６１】各ヒータブロック２２ｂａ〜２２ｂｅ、冷
却ブロック２２ｃａ〜２２ｃｅは目標温度に設定されて
いるため、各シリコンウェーハの温度は図１１に示す温
度プロファイルに従い変化する。この結果、サーマルド
ナーを有効に減少させることができるものである。

【００６２】ＣＰＵ２４ａはステップＳ１０に進み、カ
セットローダに少なくとも１枚のシリコンウェーハが残
っているか否かを調べる。カセットローダにシリコンウ
ェーハを発見した場合（ステップＳ１０でＮＯ）には、
ＣＰＵ２４ａはステップＳ１１に進む。ＣＰＵ２４ａは
操作パネルを調べ、温度プロファイルが変更されたか否
かを確認する（ステップＳ１１）。温度プロファイルの
変更がなされていない場合（ステップＳ１１でＮＯ）に
は、ＣＰＵ２４ａステップＳ３に戻る。ＣＰＵ２４ａは
ステップＳ３〜Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１１の処理を繰り返し
実行し、この結果、シリコンウェーハは与えられた温度
プロファイルに一致する。

【００６３】ＣＰＵ２４ａがステップＳ３〜Ｓ７、Ｓ１
０、Ｓ１１からなるループを繰り返している間、各ヒー
タブロック２２ｂａ〜２２ｂｅ、冷却ブロック２２ｃａ
〜２２ｃｅの温度は目標温度から外れてくる。この場
合、ステップＳ４の判断結果がＮＯとなり、ＣＰＵ２４
ａは制御信号を再び生成し（ステップＳ５）、ヒータ４
３ａ〜４３ｅ、制御弁４６ａ〜４６ｅ、ビーム駆動装置
４４に供給する（ステップＳ６）。ヒータ４３ａ〜４３
ｅ、制御弁４６ａ〜４６ｅはそれぞれのブロックの温度
を調節し、ビーム駆動装置４４はウォーキングビーム２
７の動作タイミングを制御する。現在の温度が目標値に
復帰すると、ステップＳ４の判断結果はＹＥＳとなり、
ＣＰＵ２４ａはステップＳ３〜Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１１か
らなるループへ戻る。

【００６４】全てのシリコンウェーハがカセットローダ
に供給され、カセットアンローダから運び出されると、
ステップＳ１０の判断結果はＹＥＳとなることからＣＰ
Ｕ２４ａカセットローダの動作を停止する（ステップＳ
１２）。そして、ＣＰＵ２４ａは操作パネルを調べ、熱
処理が終了させられたか否かを判断する。一枚のシリコ
ンウェーハの供給が遅れているのみであれば、ステップ
Ｓ１３の判断結果はＮＯとなり、ＣＰＵ２４ａはステッ
プＳ３〜Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１１からなるループに戻る。

【００６５】新たなシリコンウェーハを別の温度プロフ
ァイルに従い処理する必要がある場合には、オペレータ
は操作パネルを操作することにより別の温度プロファイ
ルを選択する。すると、ステップＳ１１の判断結果はＮ
Ｏとなり、ＣＰＵ２４ａはステップＳ１４に進む。ＣＰ
Ｕ２４ａは供給された全てのシリコンウェーハと熱処理
装置から取り除き、カセットローダ、カセットアンロー
ダ、ウォーキングビームの動作を停止する。この結果、
ＣＰＵ２４ａはステップＳ２に戻り、新たな温度プロフ
ァイルを操作パネルから読み込む。ＣＰＵ２４ａはステ
ップＳ３〜Ｓ６からなるループに入り、各ヒータブロッ
ク２２ｂａ〜２２ｂｅ、冷却ブロック２２ｃａ〜２２ｃ
ｅの温度が新たな目標値に一致するよう、ヒータ４３ａ
〜４３ｅ、制御弁４６ａ〜４６ｅに制御信号を供給す
る。各ヒータブロック２２ｂａ〜２２ｂｅ、冷却ブロッ
ク２２ｃａ〜２２ｃｅが新たな目標温度に調節される
と、ステップＳ４の判断結果はＹＥＳとなり、ＣＰＵ２
４ａはステップＳ３〜Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１１からなるル
ープに戻る。

【００６６】オペレータが操作を終了させようとした場
合には、オペレータは操作パネルを操作すると、新たな
シリコンウェーハがカセットローダに供給されなくな
る。そして、ＣＰＵ２４ａはステップＳ１０の判断結果
がＹＥＳとなったことを確認すると、カセットローダを
停止する（ステップＳ１２）。オペレータは既に操作を
終了する旨を指示しているので、ステップＳ１３の判断
結果はＹＥＳとなり、ＣＰＵ２４ａは本システムから全
てのシリコンウェーハを排出する（ステップＳ１５）。
ＣＰＵ２４ａはステップＳ１６に進み、ヒータブロック
２２ｂａ〜２２ｂｅ、制御弁４６ａ〜４６ｅ、ウォーキ
ングビームの動作を停止する。以上により、本実施例に
係る熱処理装置の動作が完了する。

【００６７】なお、本発明の要旨から逸脱しない範囲に
おいて、上述した実施例に変更を加えても差し支えな
い。例えば、本実施例に係る半導体ウェーハの熱処理装
置をゲルマニウム半導体、化合物半導体等に対して適用
することも可能である。また、吸引力を利用した手段を
用いてロボットハンド２３ｂを構成してもよい。さら
に、本実施例に係る半導体ウェーハの熱処理装置は、ナ
チュラル・イントリンシック・ゲッタリング、イオン注
入後のアニールの処理にも適用しても差し支えない。こ
れに加えて、ウォーキングビームのかわりに石英製のロ
ーラを２０〜３０ミリメートル毎に複数本配設すること
により、シリコンウェーハを所定の速度で搬送するよう
に構成してもよい。

【００６８】

【発明の効果】したがって、本発明に係る半導体ウェー
ハの熱処理装置にあっては、以下の効果を得ることが可
能となる。

【００６９】（１）本発明によれば、シリコンウェーハ
が一枚毎に順次、搬送手段によって加熱部から冷却部へ
と自動的に搬送される。したがって、複数枚のウェーハ
を有する各ボート毎に加熱処理を行う従来の熱処理装置
と比べて、以下の効果を得ることができる。各ボート毎の熱容量を等しくするためにダミーのウェ
ーハを使用する必要がなくなる。ウェーハを一枚毎に熱処理するため、サイズの異なる
ウェーハであっても容易に加熱処理を行うことができ
る。ウェーハを一枚毎に熱処理するため、複数枚のウェー
ハが載置されたボート毎に熱処理をするのに比べて、加
熱炉の温度変動を低減することができる。バッチ処理による場合に比べて、ウェーハを一枚毎に
連続的、かつ、自動的に加熱処理を行うことができるた
め、生産性を向上させることができる。ウェーハはボート内に格納されることなく、露出して
いるため、ウェーハの全体にわたって均一な熱処理を行
うことができる。（２）本発明に係る半導体ウェーハの熱処理装置によれ
ば、制御部により最適な温度制御を自動的に行うことが
できるため、温度のばらつきを抑えて均一な熱処理を行
うことができる。（３）熱処理装置は急速加熱を行うため、短時間で加熱
処理を終了することができる。

【００７０】すなわち、本発明によれば、操作性の向
上、誤操作の防止、生産性の向上、均一な熱処理の可能
な熱処理装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る半導体ウェーハの熱
処理装置を示す正面図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る半導体ウェーハの熱
処理装置の加熱炉を示す斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る半導体ウェーハの熱
処理装置の加熱炉を示す断面図である。

【図４】本発明の第１実施例に係る熱処理装置による酸
素析出特性とドナー消去を満たす炉温度／搬送速度の範
囲を示すグラフである。

【図５】本発明の第１実施例に係る熱処理装置による酸
素析出処理におけるＢＭＤの生成状況を示すグラフであ
る。

【図６】従来の横型炉を用いた半導体ウェーハの熱処理
工程の概略を示す斜視図である。

【図７】従来の縦型炉を用いた半導体ウェーハの熱処理
工程の概略を示す斜視図である。

【図８】本発明に係るドナーキラー熱処理でのドナー消
失時間と保持温度との関係を示すグラフである。

【図９】従来の熱処理装置の概略を示す断面図である。

【図１０】本発明の第２実施例に係る熱処理装置のブロ
ック図である。

【図１１】本発明の第２実施例に係る各ヒータブロッ
ク、各冷却ブロックにおけるシリコンウェーハの温度を
表すグラフである。

【図１２】本発明の第２実施例に係る熱処理装置の作用
を表すフローチャートである。

【図１３】本発明の第２実施例に係る熱処理装置の作用
を表すフローチャートである。

【符号の説明】

２１カセットローダ２２加熱ゾーン２２ｃ冷却ユニット２３カセットアンローダ２４制御部Ｗシリコンウェーハ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウェーハを一枚ずつ供給するウェ
ーハ供給手段(21)と、熱処理後の半導体ウェーハを排出するウェーハ排出手段
(23)と、上記ウェーハ供給手段(21)と上記ウェーハ排出手段(23)
との間に介在した熱処理手段(22)と、を備え、上記熱処理手段(22)は、上記ウェーハ供給手段(21)と上記ウェーハ排出手段(23)
との間に設けられ、半導体ウェーハをウェーハ供給手段
(21)からウェーハ排出手段(23)に所定の搬送速度で搬送
するとともに、当該搬送速度を変更可能な搬送手段(27a
〜27f、44)と、それぞれが独立して半導体ウェーハを目標温度に加熱可
能な複数の加熱部(22ba〜22be）と、上記複数の加熱部(22ba〜22be)に連なるととともに、そ
れぞれが独立して半導体ウェーハを目標温度に冷却可能
な複数の冷却部(22ca〜22ce)と、少なくとも一つの温度プロファイルを記憶し、上記複数
の加熱部(22ba〜22be)のそれぞれの温度、上記複数の冷
却部(22ca〜22ce)のそれぞれの温度、上記搬送手段(27a
〜27f、44)における搬送速度を上記温度プロファイルに
従い制御する制御部(24)とを備えたことを特徴とする半
導体ウェーハの熱処理装置。