JP2008047724A - Apparatus and method for treating semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の半導体ウェハに膜を形成する半導体ウェハ処理装置及び半導体ウェハ処理方法に関する。特に本発明は、形成された膜の品質がばらつくことを抑制できる半導体ウェハ処理装置及び半導体ウェハ処理方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor wafer processing apparatus and a semiconductor wafer processing method for forming a film on a plurality of semiconductor wafers. In particular, the present invention relates to a semiconductor wafer processing apparatus and a semiconductor wafer processing method capable of suppressing variations in the quality of a formed film.
図4は、従来の半導体ウェハ処理装置の構成を説明する為の断面図である。この半導体ウェハ処理装置は、熱CVD法を用いて複数のシリコンウェハ100に膜を形成する装置である。複数のシリコンウェハ100は、石英ボード102上に略垂直に保持された状態で、石英ボード102とともに石英管110の内部に搬入されている。石英管110の周囲には、シリコンウェハ100を加熱するために、加熱ヒータ130が配置されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a conventional semiconductor wafer processing apparatus. This semiconductor wafer processing apparatus is an apparatus that forms films on a plurality of silicon wafers 100 using a thermal CVD method. The plurality of
石英管110の一端部110aから原料ガスが導入され、かつシリコンウェハ100が加熱ヒータ130により加熱されると、シリコンウェハ100にポリシリコン等の膜(図示せず)が形成される(例えば特許文献1参照)。なお、石英ボード102及びシリコンウェハ100は、一端部110aから石英管110に搬入され、かつ石英管110から搬出される。
When a source gas is introduced from one
石英管の一端部から半導体ウェハを搬入及び搬出する際に、石英管は、この一端部側が他端部側と比較して温度が下がる。このため、一端部側に位置する半導体ウェハと他端部側に位置する半導体ウェハの間で、膜形成時においても温度差が残ってしまい、形成される膜の品質に差が生じることがあった。また、上記した半導体ウェハ処理装置を用いて半導体ウェハを熱酸化する場合も、同様の理由により、形成される熱酸化膜の品質に差が生じることがあった。 When a semiconductor wafer is carried in and out from one end portion of the quartz tube, the temperature of the one end portion of the quartz tube is lower than that of the other end portion. For this reason, a temperature difference remains between the semiconductor wafer located on the one end side and the semiconductor wafer located on the other end side during film formation, which may cause a difference in the quality of the formed film. It was. Also, when a semiconductor wafer is thermally oxidized using the semiconductor wafer processing apparatus described above, there may be a difference in the quality of the formed thermal oxide film for the same reason.
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、形成された膜の品質がばらつくことを抑制できる半導体ウェハ処理装置及び半導体ウェハ処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor wafer processing apparatus and a semiconductor wafer processing method capable of suppressing variations in the quality of a formed film.
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体ウェハ処理装置は、複数の半導体ウェハが挿入される石英管と、
前記石英管の外側から前記複数の半導体ウェハを加熱する加熱手段と、
前記石英管の外壁又は内壁に設けられ、該石英管の長手方向に延伸し、かつ該長手方向に沿って断面積が変化している熱容量調整部材とを具備する。
In order to solve the above problems, a semiconductor wafer processing apparatus according to the present invention includes a quartz tube into which a plurality of semiconductor wafers are inserted, and
Heating means for heating the plurality of semiconductor wafers from the outside of the quartz tube;
A heat capacity adjusting member provided on an outer wall or an inner wall of the quartz tube, extending in a longitudinal direction of the quartz tube, and having a cross-sectional area changing along the longitudinal direction.
この半導体ウェハ処理装置によれば、前記熱容量調整部材の断面積は、前記石英管の長手方向に沿って変化しているため、例えば前記複数の半導体ウェハを搬入及び搬出する際に、前記石英管の一端部側が他端部側と比較して温度が下がることを抑制できる。従って、前記複数の半導体ウェハに形成された膜の品質がばらつくことを抑制できる。 According to this semiconductor wafer processing apparatus, since the cross-sectional area of the heat capacity adjustment member changes along the longitudinal direction of the quartz tube, for example, when the plurality of semiconductor wafers are loaded and unloaded, the quartz tube It can suppress that the temperature of one end part of this falls compared with the other end part side. Therefore, variations in the quality of the films formed on the plurality of semiconductor wafers can be suppressed.
前記半導体ウェハ処理装置は、前記石英管の一端部から前記複数の半導体ウェハが搬入及び搬出される場合、前記熱容量調整部材は、前記石英管の一端部に近づくにつれて断面積が大きくなる。 In the semiconductor wafer processing apparatus, when the plurality of semiconductor wafers are loaded and unloaded from one end of the quartz tube, the heat capacity adjusting member has a cross-sectional area that increases as it approaches the one end of the quartz tube.
前記半導体ウェハ処理装置は、CVD用の原料ガスを導入する原料ガス導入部を更に具備してもよい。また、複数の前記熱容量調整部材が略等間隔に前記石英管の外壁又は内壁に設けられているのが好ましい。この場合、前記複数の熱容量調整部材は、前記石英管を支持する支持部材を兼ねることも可能である。 The semiconductor wafer processing apparatus may further include a source gas introduction unit that introduces a source gas for CVD. Further, it is preferable that a plurality of the heat capacity adjusting members are provided on the outer wall or the inner wall of the quartz tube at substantially equal intervals. In this case, the plurality of heat capacity adjusting members can also serve as support members for supporting the quartz tube.
本発明に係る半導体ウェハ処理方法は、石英管の外壁又は内壁に、該石英管の長手方向に延伸し、かつ該長手方向に沿って断面積が変化している熱容量調整部材を設け、
前記石英管の一端部側から複数の半導体ウェハを搬入し、前記石英管の外側から前記複数の半導体ウェハを加熱するものである。
In the semiconductor wafer processing method according to the present invention, a heat capacity adjusting member extending in the longitudinal direction of the quartz tube and changing in cross-sectional area along the longitudinal direction is provided on the outer wall or inner wall of the quartz tube,
A plurality of semiconductor wafers are carried in from one end side of the quartz tube, and the plurality of semiconductor wafers are heated from the outside of the quartz tube.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体ウェハ処理装置の構成を説明する為の断面図である。この半導体ウェハ処理装置は、シリコンウェハ1に熱CVDを行う装置であり、水平に配置された石英管10、石英管10の外壁に取り付けられた熱容量調整部材20、並びに石英管10及び熱容量調整部材20の周囲に配置されたヒータ30を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a semiconductor wafer processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. This semiconductor wafer processing apparatus is an apparatus for performing thermal CVD on a
石英管10の内部には、複数のシリコンウェハ1が載置された石英ボード2が、石英管10の一端部10aから搬入され、また原料ガスが一端部10aから導入される。なお、石英ボード2及びシリコンウェハ1の搬出も一端部10aから行われる。
A
石英管10の内部に原料ガスが導入され、かつシリコンウェハ1が加熱ヒータ30を用いて加熱されると、シリコンウェハ1に膜(例えば抵抗素子となるポリシリコン又はアモルファスシリコン:図示せず)が形成される。なお、一端部10a側に位置するシリコンウェハ1の周囲における原料ガスの濃度は、他端部10b側に位置するシリコンウェハ1の周囲と比較して濃い。このため、同一の基板温度では、一端部10a側に位置するシリコンウェハ1に形成される膜が、他端部10b側に位置するシリコンウェハ1に形成される膜より厚くなる。これを補正するために、ヒータ30の出力を部分的に調整することにより、一端部10a側に位置するシリコンウェハ1の温度を、他端部10b側に位置するシリコンウェハ1の温度より低くする。
When the source gas is introduced into the
図2は、熱容量調整部材20が取り付けられた石英管10の斜視図である。熱容量調整部材20は例えば石英製であり、石英管10の外壁に溶接されている。熱容量調整部材20は、石英管10の他端部10bから一端部10aまで延伸しており、石英管10の一端部10aに近づくにつれて断面積が大きくなっている。すなわち熱容量調整部材20の熱容量は、石英管10の一端部10aに近づくにつれて大きくなる。このため、石英管10の一端部10aからシリコンウェハ1を搬入及び搬出する際に、石英管の一端部10a側が他端部10b側と比較して温度が下がることを抑制できる。従って、シリコンウェハ1の位置によって膜の品質に差が生じることを抑制できる。
FIG. 2 is a perspective view of the
また、複数の熱容量調整部材20それぞれは石英管10の長手方向に延伸しており、かつ全周にわたって等間隔(本図の例では60°間隔)に配置されている。このため、熱容量調整部材20を石英管10の支持部材(足)として用いることができる。石英管10は上を向いている部分が最も熱負荷が大きく、この部分から劣化する場合が多いが、本実施形態では、定期的に石英管10を回転させて上を向く領域をずらすことができるため、石英管10の寿命を従来と比較して長くすることができる。
Further, each of the plurality of heat
以上、本発明の第1の実施形態によれば、熱容量調整部材20は、石英管10の一端部10aに近づくにつれて熱容量が大きくなっている。従って、石英管10の一端部10aからシリコンウェハ1を搬入及び搬出する際に、石英管の一端部10a側が他端部10b側と比較して温度が下がることを抑制できるため、シリコンウェハ1の位置によって膜の品質に差が生じることを抑制できる。
また、定期的に石英管10を回転させて上を向く領域をずらすことができるため、石英管10の寿命を従来と比較して長くすることができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the heat
In addition, since the
図2は、本発明の第2の実施形態に係る半導体ウェハ処理装置に用いられる石英管10及び熱容量調整部材20の構成を説明する為の斜視図である。本実施形態は、熱容量調整部材20が石英管10の一端部10aから所定部分(例えば中央部)まで延伸しているが、この所定部分から他端部10bの間には熱容量調整部材20が設けられていない点が第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態においても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
FIG. 2 is a perspective view for explaining the configuration of the
In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。第1及び第2の実施形態において、石英管10は縦に配置されていてもよい。熱容量調整部材20は石英管10の外壁に取り付けられていたが、石英管10の内壁に取り付けられても良い。また、第1及び第2の実施形態で示した半導体ウェハ処理装置を用いてシリコンウェハ1を熱酸化してもよい。この場合においても、シリコンウェハ1の位置によって熱酸化膜の品質がばらつくことを抑制できる。また、熱容量調整部材20の数は図示した例に限定されない。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In the first and second embodiments, the
1,100…シリコンウェハ、2,102…石英ボード、10,110…石英管、10a,110a…一端部、10b…他端部、20…熱容量調整部材、30,130…ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 ... Silicon wafer, 2,102 ... Quartz board, 10, 110 ... Quartz tube, 10a, 110a ... One end part, 10b ... Other end part, 20 ... Heat capacity adjustment member, 30, 130 ... Heater
Claims (6)
前記石英管の外側から前記複数の半導体ウェハを加熱する加熱手段と、
前記石英管の外壁又は内壁に設けられ、該石英管の長手方向に延伸し、かつ該長手方向に沿って断面積が変化している熱容量調整部材と、
を具備する半導体ウェハ処理装置。 A quartz tube into which a plurality of semiconductor wafers are inserted; and
Heating means for heating the plurality of semiconductor wafers from the outside of the quartz tube;
A heat capacity adjusting member provided on an outer wall or an inner wall of the quartz tube, extending in the longitudinal direction of the quartz tube, and having a sectional area changing along the longitudinal direction;
A semiconductor wafer processing apparatus comprising:
前記熱容量調整部材は、前記石英管の一端部に近づくにつれて断面積が大きくなる請求項1に記載の半導体ウェハ処理装置。 2. The semiconductor wafer processing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor wafers are loaded and unloaded from one end portion of the quartz tube, and the heat capacity adjusting member has a cross-sectional area that increases toward the one end portion of the quartz tube. Semiconductor wafer processing equipment.
前記石英管の一端部側から複数の半導体ウェハを搬入し、前記石英管の外側から前記複数の半導体ウェハを加熱する、半導体ウェハ処理方法。
A heat capacity adjusting member extending in the longitudinal direction of the quartz tube and changing in cross-sectional area along the longitudinal direction is provided on the outer wall or the inner wall of the quartz tube,
A semiconductor wafer processing method of carrying in a plurality of semiconductor wafers from one end side of the quartz tube and heating the plurality of semiconductor wafers from the outside of the quartz tube.
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CN108778673A (en) * | 2016-03-24 | 2018-11-09 | 宇部兴产机械株式会社 | The clamping control method of injection moulding machine with elbow formula clamping |
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2006
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