JP2004079794A

JP2004079794A - Device for manufacturing semiconductor

Info

Publication number: JP2004079794A
Application number: JP2002238255A
Authority: JP
Inventors: Hideki Takahashi; 高橋　英樹; Hiroshi Kaneda; 金田　寛
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2004-03-11

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for manufacturing a semiconductor which can rapidly cool a wafer after heating the wafer in a gas atmosphere. SOLUTION: This device for manufacturing the semiconductor comprises a furnace tube 12, a heating part 44 arranged in the furnace tube, a cooling part 46 arranged in a different position from the heating part in the furnace tube, and a means 32 for transferring the wafer 34 between the heating part and the cooling part. The wafer is heated at the heating part and cooled at the cooling part. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエハをガス雰囲気中で処理する半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程は、ウエハ（例えばシリコンウエハ）をガス雰囲気中で熱処理する熱処理工程を含む。熱処理工程では、温度及び圧力が制御できる密閉可能な炉管が使用される。ウエハが炉管に挿入され、ガスが炉管に導入されて、所定の温度で熱処理が実施される。熱処理が終了したら、ガスが炉管から排気され、それから、ウエハが炉管から取り出される。熱処理されたウエハは炉管の外で冷却される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
熱処理されたウエハを熱処理後すぐに炉管から取り出すと、ウエハは急冷される。ウエハを無害なガス雰囲気中で熱処理する場合は、このように熱処理後ウエハを炉管から取り出せば急冷することができる。しかし、ウエハを有害なガス雰囲気中で熱処理する場合、ウエハが炉管から取り出されるときに有害なガスが装置外部へ漏洩することを防ぐために、熱処理後に炉管内を密閉し続けて炉管内のガスを窒素などの無害なガスで置換しなければならない。そのためウエハはヒータに近接した炉管内に加熱部に長い時間留まることになる。このため、ウエハを急冷することは困難である。
【０００４】
そこで、従来はファンなどを用いて空気をヒータに吹きかけたり、ヒータを炉管から移動させたりすることによって、ウエハの冷却を速めている。しかし、このような方法では、ウエハの冷却に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的はウエハをガス雰囲気中で熱処理した後でウエハを急冷することのできる半導体製造装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体製造装置は、炉管と、該炉管内に設けられた加熱部と、該炉管内に該加熱部とは別の位置に設けられた冷却部と、ウエハを該加熱部と該冷却部との間で移動する手段とを備え、該加熱部においてウエハを熱処理し、該冷却部においてウエハを冷却するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
この構成によれば、ウエハの熱処理が終了したら、炉管内において、ウエハを加熱部から離れた冷却部に移動し、冷却部において冷却することにより、炉管を開放しなくてもウエハを急冷することができる。この半導体製造装置で熱処理を行う場合、有害なガス雰囲気中での熱処理でも、熱処理後のウエハの冷却速度を格段に早くすることが可能になった。例えば、３００℃〜５００℃の範囲の温度での熱処理は、冷却速度を１０℃／分以上にすることが可能になった。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施例の半導体製造装置を示す図である。この半導体製造装置１０は、例えばＬＳＩを作る最終段階でシリコンウエハとゲート絶縁膜との間に界面欠陥が生じるのを防止するために終端化を行う（水素を含ませる）ための熱処理装置として構成されている。
【００１０】
半導体製造装置１０は、ウエハの挿入取り出し口１４を含む密閉可能な炉管１２を含む。ヒータ１６が炉管１２のまわりに配置され、温度調節機１８がヒータ１６の温度を制御する。バルブ２０が配置されたガス導入管２２、およびバルブ２４が配置された排気管２６が炉管１２に接続される。排気管２６は真空ポンプ２８に接続され、炉管１２内の圧力を制御できるようになっている。真空ポンプ２８の前にはガスの除去装置３０がある。
【００１１】
ウエハキャリア３２が炉管１２の内部に配置されている。ウエハキャリア３２はウエハ（例えばシリコンウエハ）３４を支持することができる。ウエハキャリア３２はウエハを支える支持部３２Ａと、支持部３２Ａに結合されたシャンク部３２Ｂとを含む。
【００１２】
冷却用のステージ板３６が炉管１２の内部のヒータ１６よりも下方の位置に配置されている。ステージ板３６は固定の位置に配置され、配管３８、４０により矢印で示されるように冷却水を供給され、排出される。冷却装置４２がステージ板３６と同等の高さの位置で炉管１２の外部に配置される。
【００１３】
炉管１２は縦長の形状を有し、半導体製造装置１０は、炉管１２の比較的上方の位置にあって、ヒータ１６の延在領域に相当する加熱部４４と、炉管１２の比較的下方の位置にあって、ステージ板３６を含む冷却部４６とを含む。
【００１４】
炉管１２の下方部は細くなって延びるガイド部１２Ａとなっている。ウエハキャリア３２は垂直方向に動くことができる。ウエハキャリア３２のシャンク部３２Ｂの下方部は炉管１２のガイド部１２Ａに挿入され、ガイドされる。第１の磁石（移動手段）４８が炉管１２の外側に配置され、第２の磁石５０が炉管１２の内部にあるシャンク部３２Ｂに取りつけられている。第１の磁石４８は炉管１２の長手方向に移動せしめられることができ、第１の磁石４８を動かすと第２の磁石５０が磁力によって連動する。よって、第１の磁石４８はウエハキャリア３２を動かすことができ、ウエハ３４は加熱部４４と冷却部４６との間で移動される。このように、ウエハキャリア３２は炉管１２を密閉した状態のままで内部に異物が入ったり、ガスが洩れたりしないようにして動かされることができる。
【００１５】
ウエハ３４は加熱部４４において熱処理され、冷却部４６において冷却される。ウエハキャリア３２は、１ｍｍ／秒以上、１ｍ／秒以下の速度でウエハ３４を移動させることが可能である。実施例の場合、ウエハキャリア３２は１０ｃｍ／秒程度の速度で動かされる。
【００１６】
図２は図１のウエハキャリア３２とステージ板３６とを示す図である。図３はウエハキャリア３２が加熱部４４から冷却部４６へ移動したところを示す図である。
【００１７】
図４はウエハキャリア３２を示す平面図である。図５はウエハ３４を支持したウエハキャリア３２を示す平面図である。図６はステージ板３６を示す断面図である。ウエハキャリア３２の支持部３２Ａは円形開口部３２Ｃを有する円環状の部材であり、段付きに形成された同心円状の支持座３２Ｄを有する。ウエハ３４は支持座３２Ｄで支持され、ウエハ３４の裏面は円形開口部３２Ｃにおいて露出している。このように、ウエハキャリア３２の支持部３２Ａはウエハ３４をウエハ３４の周辺部のみで支えるように形成されている。従って、熱処理中には、ウエハ３４の上面及び裏面にガスが到達できる。支持部３２Ａの円環状の支持面の幅は１ｍｍ以上１ｃｍ以下とするとよい。
【００１８】
ステージ板３６はウエハキャリア３２の支持部３２Ａの円形開口部３２Ｃよりもわずかに小さい直径の円板状の部材である。ステージ板３６は冷却水通路３６Ａを形成されており、冷却水通路３６Ａは配管３８、４０に接続され、冷却水が冷却水通路３６Ａを循還するようになっている。
【００１９】
従って、図３に示されるように、ウエハキャリア３２が下降して、ウエハ３４が加熱部４４から冷却部４６へ移動されると、ステージ板３６はウエハキャリア３２の支持部３２Ａの円形開口部３２Ｃに入り、ウエハ３４に一様に接触する。図３においては、ステージ板３６はウエハ３４を少し持ち上げた位置にある。
【００２０】
以上の構成の半導体製造装置１０の作動において、熱処理を行うためには、まず、ウエハの挿入取り出し口１４を開け、ウエハ３４をウエハキャリア３２に載せ、ウエハの挿入取り出し口１４を閉じる。第１のバルブ２０を開け、ガス導入管２２より水素ガスを流す。第２のバルブ２４を開け、排気管２６に接続させた真空ポンプ２８で炉内部の圧力を所望の圧力に保つ。加熱部４４内のヒータ１６の電源をオンにして加熱部４４を加熱する。ヒータ１６は温度調節機１８で出力を制御することによって加熱部４４の温度を所望の温度に保つことができる。この一連の操作によりウエハ３４を所望の温度で熱処理することができる。
【００２１】
次にウエハ３４を冷却する。熱処理後、炉管１２の外部に配置された磁石４８を所望の冷却速度となるような速度で移動させることによってウエハキャリア３２の先端に接続されている磁石５０を動かし、ウエハ３４を加熱部４４から冷却部４６へ移動させ、ステージ板３６の上に載せる。ウエハ３４は冷却水が循還しているステージ板３６に接触して冷却される。この一連の操作によりウエハ３４を所望の冷却速度で冷却することができる。
【００２２】
ウエハ３４を取り出すためには、炉内部の水素ガスを窒素ガスで置換してから、ウエハ３４をウエハの挿入取り出し口１４から取り出す。
【００２３】
ガス導入管２２から導入されるガスは、水素、重水素、酸素、窒素、アルゴン及びそれらの混合ガスの中の１つとすることができる。ＬＳＩを作る最終段階でシリコンウエハとゲート絶縁膜との間に界面欠陥が生じるのを防止するために終端化を行うための熱処理においては、熱処理用のガスとして水素（及び窒素の混合ガス）を使用する。水素ガスの代わりに、重水素ガスを使用するとさらによい終端化の結果が得られる。そして、熱処理後にウエハを急冷すると、さらによい終端化の結果が得られる。終端化のためこの熱処理は４００℃〜５００℃の熱処理温度で行う。その他の熱処理は、３００℃〜１１００℃の温度で行うことができる。炉内部の圧力は１０^−４Ｐａ〜１ＭＰａ　の範囲で制御可能である。
【００２４】
図７はウエハの冷却時間と温度との関係を示す図である。実線は本発明に係わる半導体製造装置を用いて熱処理及び冷却をした場合のウエハの温度変化を示す。破線は従来の装置を用いて熱処理及び冷却をした場合のウエハの温度変化を示す。有害なガス雰囲気中での熱処理後のウエハを急冷する場合、従来の方法では冷却速度が限られ、特に３００℃〜５００℃の範囲では、１０℃／分以上にすることはできなかった。ウエハの冷却速度を格段に早くすることが可能になった。本発明においては、４００℃からの冷却速度を従来方法と比べると、２００℃に達するまでに、１／１０以下の時間ですむようになった。
【００２５】
図８は本発明の他の実施例の半導体製造装置を示す図である。図９はウエハキャリア３２を示す平面図である。図１０はウエハ３４を支持したウエハキャリア３２を示す平面図である。この半導体製造装置１０は、ウエハの挿入取り出し口１４を含む密閉可能な炉管１２を含む。ヒータ１６が炉管１２のまわりに配置され、温度調節機１８がヒータ１６の温度を制御する。バルブ２０が配置されたガス導入管２２、およびバルブ２４が配置された排気管２６が炉管１２に接続される。排気管２６は真空ポンプ２８に接続され、炉管１２内の圧力を制御できるようになっている。真空ポンプ２８の前にはガスの除去装置３０がある。
【００２６】
ウエハキャリア３２が炉管１２の内部に配置されている。ウエハキャリア３２はウエハ３４を支持することができる。ウエハキャリア３２はウエハを支える複数の支持部３２Ａと、支持部３２Ａに結合されたシャンク部３２Ｂとを含む。
【００２７】
冷却用の複数のステージ板３６が炉管１２の内部のヒータ１６よりも下方の位置に配置されている。ステージ板３６は固定の位置に配置され、配管３８、４０、４１により矢印で示されるように冷却水を供給され、排出される。冷却装置４２がステージ板３６と同等の高さの位置で炉管１２の外部に配置される。
【００２８】
炉管１２は縦長の形状を有し、半導体製造装置１０は、炉管１２の比較的上方に位置して、ヒータ１６を含む加熱部４４と、炉管１２の比較的下方に位置して、ステージ板３６を含む冷却部４６とを含む。
【００２９】
ウエハキャリア３２は垂直方向及び水平方向に動くことができる。第１の磁石４８が炉管１２の外側に配置され、第２の磁石５０が炉管１２の内部にあるシャンク部３２Ｂに取りつけられている。第１の磁石４８は破線の矢印で示されるように炉管１２の長手方向及び横方向に移動可能であり、第１の磁石４８を動かすと第２の磁石５０が磁力によって連動する。よって、第１の磁石４８はウエハキャリア３２を動かすことができ、ウエハ３４は加熱部４４と冷却部４６との間で移動される。ウエハ３４は加熱部４４において熱処理され、冷却部４６において冷却される。
【００３０】
ウエハキャリア３２の複数の支持部３２Ａ及び複数のステージ板３６の各々は前の実施例の支持部３２Ａ及びステージ板３６と同様に形成される。複数の支持部３２Ａ及び複数のステージ板３６は垂直に並べて配置され、複数の支持部３２Ａに支持された複数のウエハ３４が同時に処理されることができるようになっている。この実施例の作用は前の実施例の作用と同様である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウエハの熱処理の後でウエハの冷却速度を格段に早くすることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の半導体製造装置を示す図である。
【図２】図１のウエハキャリアとステージ板とを示す図である。
【図３】ウエハキャリアが加熱部から冷却部へ移動したところを示す図である。
【図４】ウエハキャリアを示す平面図である。
【図５】ウエハを支持したウエハキャリアを示す平面図である。
【図６】ステージ板を示す断面図である。
【図７】ウエハの冷却時間と温度との関係を示す図である。
【図８】本発明の他の実施例の半導体製造装置を示す図である。
【図９】図８のウエハキャリアとステージ板とを示す図である。
【図１０】ウエハキャリアが加熱部から冷却部へ移動したところを示す図である。
【符号の説明】
１２…炉管
１６…ヒータ
２２…ガス導入管
２６…排気管
３２…ウエハキャリア
３４…ウエハ
３６…ステージ板
４４…加熱部
４６…冷却部
４８…磁石
５０…磁石[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for processing a wafer in a gas atmosphere.
[0002]
[Prior art]
The semiconductor manufacturing process includes a heat treatment step of heat treating a wafer (for example, a silicon wafer) in a gas atmosphere. In the heat treatment step, a sealable furnace tube whose temperature and pressure can be controlled is used. The wafer is inserted into the furnace tube, gas is introduced into the furnace tube, and heat treatment is performed at a predetermined temperature. When the heat treatment is completed, the gas is exhausted from the furnace tube, and then the wafer is removed from the furnace tube. The heat-treated wafer is cooled outside the furnace tube.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When the heat-treated wafer is taken out of the furnace tube immediately after the heat treatment, the wafer is rapidly cooled. When the wafer is heat-treated in a harmless gas atmosphere, the wafer can be rapidly cooled by removing the wafer from the furnace tube after the heat treatment. However, when heat treating a wafer in a harmful gas atmosphere, the inside of the furnace tube is kept closed after the heat treatment to prevent harmful gas from leaking out of the apparatus when the wafer is taken out of the furnace tube. Must be replaced with a harmless gas such as nitrogen. Therefore, the wafer stays in the heating section for a long time in the furnace tube close to the heater. Therefore, it is difficult to rapidly cool the wafer.
[0004]
Therefore, conventionally, cooling of the wafer is accelerated by blowing air to the heater using a fan or the like or moving the heater from the furnace tube. However, such a method has a problem that it takes time to cool the wafer.
[0005]
An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of rapidly cooling a wafer after heat-treating the wafer in a gas atmosphere.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes a furnace tube, a heating unit provided in the furnace tube, a cooling unit provided in a different position from the heating unit in the furnace tube, and a wafer attached to the heating unit. Means for moving between the cooling unit and the cooling unit, wherein the wafer is heat-treated in the heating unit, and the wafer is cooled in the cooling unit.
[0007]
According to this configuration, when the heat treatment of the wafer is completed, the wafer is moved to the cooling unit apart from the heating unit in the furnace tube and cooled in the cooling unit, thereby rapidly cooling the wafer without opening the furnace tube. be able to. When heat treatment is performed in this semiconductor manufacturing apparatus, the cooling rate of the wafer after the heat treatment can be significantly increased even in a heat treatment in a harmful gas atmosphere. For example, heat treatment at a temperature in the range of 300 ° C. to 500 ° C. has made it possible to increase the cooling rate to 10 ° C./min or more.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. The semiconductor manufacturing apparatus 10 is configured as a heat treatment apparatus for terminating (including hydrogen) in order to prevent generation of interface defects between a silicon wafer and a gate insulating film at the final stage of manufacturing an LSI, for example. Have been.
[0010]
The semiconductor manufacturing apparatus 10 includes a sealable furnace tube 12 including a wafer insertion / extraction port 14. A heater 16 is arranged around the furnace tube 12 and a temperature controller 18 controls the temperature of the heater 16. A gas introduction pipe 22 in which the valve 20 is arranged and an exhaust pipe 26 in which the valve 24 is arranged are connected to the furnace tube 12. The exhaust pipe 26 is connected to a vacuum pump 28 so that the pressure in the furnace tube 12 can be controlled. In front of the vacuum pump 28 is a gas removing device 30.
[0011]
A wafer carrier 32 is disposed inside the furnace tube 12. The wafer carrier 32 can support a wafer (for example, a silicon wafer) 34. Wafer carrier 32 includes a support 32A for supporting a wafer, and a shank 32B coupled to support 32A.
[0012]
A cooling stage plate 36 is arranged at a position below the heater 16 inside the furnace tube 12. The stage plate 36 is arranged at a fixed position, and cooling water is supplied and discharged from the pipes 38 and 40 as indicated by arrows. A cooling device 42 is arranged outside the furnace tube 12 at a position at the same height as the stage plate 36.
[0013]
The furnace tube 12 has a vertically long shape, and the semiconductor manufacturing apparatus 10 is located at a position relatively above the furnace tube 12, and has a heating unit 44 corresponding to an extension region of the heater 16, and a relatively And a cooling unit 46 including a stage plate 36 at a lower position.
[0014]
The lower part of the furnace tube 12 is a guide part 12A that extends thinly. The wafer carrier 32 can move vertically. The lower portion of the shank portion 32B of the wafer carrier 32 is inserted into the guide portion 12A of the furnace tube 12 and guided. A first magnet (moving means) 48 is arranged outside the furnace tube 12, and a second magnet 50 is attached to the shank 32 B inside the furnace tube 12. The first magnet 48 can be moved in the longitudinal direction of the furnace tube 12, and when the first magnet 48 is moved, the second magnet 50 is linked by a magnetic force. Therefore, the first magnet 48 can move the wafer carrier 32, and the wafer 34 is moved between the heating unit 44 and the cooling unit 46. In this manner, the wafer carrier 32 can be moved while the furnace tube 12 is kept sealed, so that foreign matter does not enter the inside and gas does not leak.
[0015]
The wafer 34 is heat-treated in the heating unit 44 and cooled in the cooling unit 46. The wafer carrier 32 can move the wafer 34 at a speed of 1 mm / sec or more and 1 m / sec or less. In the case of the embodiment, the wafer carrier 32 is moved at a speed of about 10 cm / sec.
[0016]
FIG. 2 is a diagram showing the wafer carrier 32 and the stage plate 36 of FIG. FIG. 3 is a view showing a state where the wafer carrier 32 has moved from the heating unit 44 to the cooling unit 46.
[0017]
FIG. 4 is a plan view showing the wafer carrier 32. FIG. 5 is a plan view showing the wafer carrier 32 supporting the wafer 34. FIG. 6 is a sectional view showing the stage plate 36. The support portion 32A of the wafer carrier 32 is an annular member having a circular opening 32C, and has a concentric support seat 32D formed stepwise. The wafer 34 is supported by the support seat 32D, and the back surface of the wafer 34 is exposed at the circular opening 32C. As described above, the support portion 32A of the wafer carrier 32 is formed so as to support the wafer 34 only at the peripheral portion of the wafer 34. Therefore, gas can reach the upper and lower surfaces of the wafer 34 during the heat treatment. The width of the annular support surface of the support portion 32A is preferably 1 mm or more and 1 cm or less.
[0018]
The stage plate 36 is a disk-shaped member having a diameter slightly smaller than the circular opening 32C of the support 32A of the wafer carrier 32. The stage plate 36 has a cooling water passage 36A formed therein, and the cooling water passage 36A is connected to pipes 38 and 40 so that the cooling water circulates through the cooling water passage 36A.
[0019]
Therefore, as shown in FIG. 3, when the wafer carrier 32 is lowered and the wafer 34 is moved from the heating unit 44 to the cooling unit 46, the stage plate 36 is moved to the circular opening 32C of the support 32A of the wafer carrier 32. And makes uniform contact with the wafer 34. In FIG. 3, the stage plate 36 is at a position where the wafer 34 is slightly lifted.
[0020]
In the operation of the semiconductor manufacturing apparatus 10 having the above configuration, in order to perform the heat treatment, first, the wafer insertion / extraction port 14 is opened, the wafer 34 is placed on the wafer carrier 32, and the wafer insertion / extraction port 14 is closed. The first valve 20 is opened, and hydrogen gas flows from the gas introduction pipe 22. The second valve 24 is opened, and the pressure inside the furnace is maintained at a desired pressure by a vacuum pump 28 connected to an exhaust pipe 26. The power of the heater 16 in the heating unit 44 is turned on to heat the heating unit 44. The temperature of the heater 16 can be maintained at a desired temperature by controlling the output of the heater 16 by the temperature controller 18. With this series of operations, the wafer 34 can be heat-treated at a desired temperature.
[0021]
Next, the wafer 34 is cooled. After the heat treatment, the magnet 50 connected to the tip of the wafer carrier 32 is moved by moving the magnet 48 disposed outside the furnace tube 12 at a speed that achieves a desired cooling rate, and the wafer 34 is heated. To the cooling unit 46 and placed on the stage plate 36. The wafer 34 is cooled by contacting the stage plate 36 in which the cooling water is circulating. By this series of operations, the wafer 34 can be cooled at a desired cooling rate.
[0022]
To remove the wafer 34, the hydrogen gas inside the furnace is replaced with nitrogen gas, and then the wafer 34 is removed from the wafer insertion / extraction port 14.
[0023]
The gas introduced from the gas introduction pipe 22 can be one of hydrogen, deuterium, oxygen, nitrogen, argon, and a mixed gas thereof. In the heat treatment for terminating the silicon wafer and the gate insulating film in order to prevent the occurrence of interface defects between the silicon wafer and the gate insulating film in the final stage of LSI fabrication, hydrogen (and a mixed gas of nitrogen) is used as a heat treatment gas. use. Use of deuterium gas instead of hydrogen gas provides better termination results. When the wafer is rapidly cooled after the heat treatment, a better termination result is obtained. This heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 400 ° C. to 500 ° C. for termination. Other heat treatments can be performed at a temperature of 300C to 1100C. The pressure inside the furnace can be controlled in the range of 10 ⁻⁴ Pa to 1 MPa.
[0024]
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the cooling time of the wafer and the temperature. The solid line shows the temperature change of the wafer when heat treatment and cooling are performed using the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention. The broken line shows the temperature change of the wafer when heat treatment and cooling are performed using a conventional apparatus. When quenching a wafer after heat treatment in a harmful gas atmosphere, the cooling rate is limited by the conventional method, and particularly in the range of 300 ° C. to 500 ° C., the rate cannot be increased to 10 ° C./min or more. The cooling rate of the wafer can be remarkably increased. In the present invention, the cooling rate from 400 ° C. can be reduced to 1/10 or less before reaching 200 ° C. as compared with the conventional method.
[0025]
FIG. 8 is a view showing a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a plan view showing the wafer carrier 32. FIG. 10 is a plan view showing the wafer carrier 32 supporting the wafer 34. The semiconductor manufacturing apparatus 10 includes a sealable furnace tube 12 including a wafer insertion / extraction port 14. A heater 16 is arranged around the furnace tube 12 and a temperature controller 18 controls the temperature of the heater 16. A gas introduction pipe 22 in which the valve 20 is arranged and an exhaust pipe 26 in which the valve 24 is arranged are connected to the furnace tube 12. The exhaust pipe 26 is connected to a vacuum pump 28 so that the pressure in the furnace tube 12 can be controlled. In front of the vacuum pump 28 is a gas removing device 30.
[0026]
A wafer carrier 32 is disposed inside the furnace tube 12. The wafer carrier 32 can support a wafer 34. The wafer carrier 32 includes a plurality of supports 32A for supporting the wafer, and a shank 32B coupled to the supports 32A.
[0027]
A plurality of stage plates 36 for cooling are arranged below the heater 16 inside the furnace tube 12. The stage plate 36 is arranged at a fixed position, and cooling water is supplied and discharged by pipes 38, 40, and 41 as indicated by arrows. A cooling device 42 is arranged outside the furnace tube 12 at a position at the same height as the stage plate 36.
[0028]
The furnace tube 12 has a vertically long shape, and the semiconductor manufacturing apparatus 10 is located relatively above the furnace tube 12, and a heating unit 44 including the heater 16 and relatively below the furnace tube 12. And a cooling section 46 including a stage plate 36.
[0029]
The wafer carrier 32 can move vertically and horizontally. A first magnet 48 is disposed outside the furnace tube 12, and a second magnet 50 is mounted on a shank 32 B inside the furnace tube 12. The first magnet 48 is movable in the longitudinal direction and the lateral direction of the furnace tube 12 as indicated by a dashed arrow, and when the first magnet 48 is moved, the second magnet 50 is linked by magnetic force. Therefore, the first magnet 48 can move the wafer carrier 32, and the wafer 34 is moved between the heating unit 44 and the cooling unit 46. The wafer 34 is heat-treated in the heating unit 44 and cooled in the cooling unit 46.
[0030]
Each of the plurality of support portions 32A and the plurality of stage plates 36 of the wafer carrier 32 is formed similarly to the support portion 32A and the stage plate 36 of the previous embodiment. The plurality of support portions 32A and the plurality of stage plates 36 are vertically arranged and arranged so that a plurality of wafers 34 supported by the plurality of support portions 32A can be processed simultaneously. The operation of this embodiment is similar to that of the previous embodiment.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to significantly increase the cooling rate of the wafer after the heat treatment of the wafer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a wafer carrier and a stage plate of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a state where a wafer carrier has moved from a heating unit to a cooling unit.
FIG. 4 is a plan view showing a wafer carrier.
FIG. 5 is a plan view showing a wafer carrier supporting a wafer.
FIG. 6 is a sectional view showing a stage plate.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a cooling time of a wafer and a temperature.
FIG. 8 is a diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing a wafer carrier and a stage plate of FIG. 8;
FIG. 10 is a diagram showing a state where a wafer carrier has moved from a heating unit to a cooling unit.
[Explanation of symbols]
12 furnace furnace 16 heater 22 gas introduction tube 26 exhaust tube 32 wafer carrier 34 wafer 36 stage plate 44 heating unit 46 cooling unit 48 magnet 50 magnet

Claims

A furnace tube, a heating unit provided in the furnace tube, a cooling unit provided in the furnace tube at a position different from the heating unit, and moving the wafer between the heating unit and the cooling unit. Means for heating the wafer in the heating section and cooling the wafer in the cooling section.

A wafer carrier for supporting the wafer is arranged in the furnace tube, the wafer carrier supports the wafer in the heating section, and can transfer the wafer to the cooling section, and the cooling section circulates a cooling fluid. 2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a plate member to be returned, wherein the wafer contacts the plate member.

The wafer carrier has a support for supporting the wafer at a peripheral portion of the wafer, and a shank connected to the support, and the shank is moved by moving means provided outside the furnace tube. 3. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 2, wherein: