JPH01253913A - 半導体ウェーハ熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ウェーハ熱処理装置に関し、特に半導体
ウェーハを高温で熱処理して表面に生成膜を形成する半
導体ウェーハ熱処理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の半導体ウェーハ熱処理装置は、第３図に
示すように、ウェーハローディング装置１と、プロセス
チューブ３とヒータ４と排気室５とり９−ンベンチ６と
を備える熱処理炉２と、ガス供給システム７とから構成
されており、半導体ウェーハ９をウェハローディング装
置１によりプロセスチューブ３内へ挿入し、高温雰囲気
でガス供給システムからガス供給口８を介して熱処理炉
２内へ半導体プロセスガスを供給することにより熱処理
が行われる。熱処理終了後、半導体ウェーハはウェーハ
ローディング装置１により熱処理炉２の外へ搬出される
。

この後、熱処理によって生成された膜（例えば、酸化膜
）の膜厚を測定するために、作業者の手により膜厚測定
器で膜厚測定が行われる。そして、膜厚測定値が目標値
に対してずれている場合には、再度熱処理炉２に挿入し
、熱処理を追加している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半導体ウェーハ熱処理装置は、半導体ウ
ェーハ表面に熱処理により所定の膜を生成させるのであ
るが、熱処理炉内では生成膜厚の監視を行っていないの
で、熱処理終了後ウェーハローディング装置で熱処理炉
内から処理ずみの半導体ウェーハを取出し、膜厚測定器
にかけるまで生成膜厚はわからない。外部での膜厚測定
結果で生成膜厚が目標値通りであれば良いが、熱処理条
件、例えば、プロセスガス一・ブ内の温度及び圧力等が
変動することにより、目標値通りに生成されない場合が
ある。

この場合には、再度熱処理を行う必要が生じ、作業が炉
雑となり、作業能率及び装置の処理能力の低下につなが
るという欠点がある。又、こうした再処理の半導体ウェ
ーハが存在すると、製造ライン全体の流れが悪くなり、
ひいては、拡散工期を延長させるという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体ウェーハ熱処理装置は、半導体ウェーハ
を熱処理炉内の高温雰囲気中で熱処理して生成膜を形成
する半導体ウェーハ熱処理装置において、前記生成膜の
膜厚を測定する膜厚測定器と、該膜厚測定器からの測定
データを基に熱処理シーケンスを制御する制御部と、前
記熱処理炉からの輻射熱から前記膜厚測定器を保護する
石英板及び遮蔽板を備える保護部とを有している。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の平面図である。ただし、第
１図では理解しやすいよう、熱処理炉の外殻を取除いた
状態を示す。

第１図１こ示すように、ウェーハローディング装Ｗ１と
、プロセスチューブ３とヒータ４と排気室５とクリーン
ベンチ６とを備える熱処理炉２と、ガス供給システム７
と、排気室５に設けられた投光側の膜厚測定器１０１と
受光側の膜厚測定器１０ｂと、膜厚測定器１０−．１０
ｂの前面に取付けられた石英板１２と遮蔽板１３とを備
える保護部１１と、膜厚測定器制御部１４と、比較制御
部１６とマシンコントローラ１７とデータファイル１８
とから成る制御部１５とを′含む。

ヒータ４の内側にはプロセスチューブ３が設置されてい
て、プロセスチューブ３内に半導体ウェーハ９をマシン
コントローラ１７からの制御信号にしたがってウェーハ
ローティング装置１により挿入及び搬出が行われる。マ
シンコントローラ１７からのガス供給制御信号によりガ
ス供給システム７からガス供給口８を介して、半導体プ
ロセスガスがプロセスチューブ３内に供給され、半導体
ウェーハ９の熱処理が行われる。

排気室５には、膜厚測定器１０ｍ、１０ｂがプロセスチ
ューブ３の開口端３３付近で半導体ウェーハ９表面の生
成膜厚を測定できるよう、半導体ウェーハ９の面に対し
所定の角度をもって設置されている。膜厚測定器１０．
は投光側でレーザ光源と偏光板とを備え、膜厚測定器１
０ｂは受光側で分析器が取付けられている。

膜厚測定の方法は、投光側の膜厚測定器１０ａから出た
光が半導体ウェーハ９の表面で反射し、受光側の膜厚測
定器１０’ｂで反射光の偏光状態を測定するのである。

石英板１２は排気室５内と膜厚測定器１０．．１０ｂの
前面とを隔離するために設置し、遮蔽板１３は膜厚測定
器１ｏ、。

１０ｂを使用しない時にプロセスチューブ３がらの輻射
熱で膜厚測定器が損傷しないよう設けである。

第２図は第１図の実施例の動作を説明するための熱処理
シーケンスの流れ図である。以下に、第２図を参照して
第１図の実施例の熱処理動作について説明する。

手順２０において、ウェーハローディング装置１に半導
体ウェーハ９をセットし、手順２１において、プロセス
チューブ３内に挿入する。手順２２において、指定した
時間熱処理が行われると、手順２３においてウェーハロ
ーディング装置１は半導体ウェーハ９をプロセスチュー
ブ３の開口端３．の膜厚測定位置まで移動する。

次に、手順２４において、膜厚測定器１０８゜１０ｂに
より膜厚測定が行われる。手順２５において、測定した
膜厚データＤ、は比較制御部１６へ転送されて膜厚目標
値Ｔと比較され、Ｄｔ＜Ｔの場合は追加熱処理、Ｄｔ≧
Ｔの場合は熱処理終了と判断され、手順２６において、
半導体ウェーハ９を搬出し熱処理を終る。追加熱処理の
場合は、手順２７において、マシンコントローラ１７は
データファイル１８に格納したデータと膜厚データＤｔ
に基づき追加熱処理時間を算出し、マシンコントローラ
１７からウェーハローディング装置１とヒータ４とガス
供給システム７にそれぞれの制御信号が供給される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、熱処理炉に熱処理による
生成膜厚を測定するための膜厚測定器を設置し、この膜
厚データを基に熱処理シーケンスに帰還制御をかける制
御部を有することにより、熱処理炉内での生成膜厚の管
理ができるので、目標膜厚値に対しての誤差及びバッチ
単位でのばらつきも減少できる効果がある。又、作業性
の点からも、熱処理終了後、半導体ウェーハを熱処理炉
から取出し、その後で膜厚測定器にかけて測定をし、膜
厚不良の時は再度熱処理を行う従来の作業に比べ、作業
効率が高く作業性が向上する。従って、熱処理能力を向
上させ、ひいては、半導体装置製造ラインでの拡散工期
を短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は第１図の
実施例の動作を説明するための熱処理シーケンスの流れ
図、第３図は従来の半導体ウェーハ熱処理装置の一例の
平面図である。 °１・・・ウェーハローティング装置、２・・・熱処理
炉、３・・・プロセスチューブ、３１・・・開口端、４
・・・ヒータ、５・・・排気室、６・・・クリーンベン
チ、７・・・ガス供給システム、８・・・ガス供給口、
９・・・半導体ウェーハ、１０．．１０ｂ・・・膜厚測
定器、１１・・・保護部、１２・・・石英板、１３・・
・遮蔽板、１４・・・膜厚測定器制御部、１５・・・制
御部、１６・・・比較制御部、１７・・・マシンコント
ローラ、１８・・・データファイル、Ｄｔ・・・膜厚デ
ータ、Ｔ・・・膜厚目標値。 代理人　弁理士　　内　原　　音 情　２　ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体ウェーハを熱処理炉内の高温雰囲気中で熱処理
   して生成膜を形成する半導体ウェーハ熱処理装置におい
   て、前記生成膜の膜厚を測定する膜厚測定器と、該膜厚
   測定器からの測定データを基に熱処理シーケンスを制御
   する制御部と、前記熱処理炉からの輻射熱から前記膜厚
   測定器を保護する石英板及び遮蔽板を備える保護部とを
   有することを特徴とする半導体ウェーハ熱処理装置。