JP2001156011A - 半導体ウェーハ熱処理装置 - Google Patents
半導体ウェーハ熱処理装置Info
- Publication number
- JP2001156011A JP2001156011A JP33857599A JP33857599A JP2001156011A JP 2001156011 A JP2001156011 A JP 2001156011A JP 33857599 A JP33857599 A JP 33857599A JP 33857599 A JP33857599 A JP 33857599A JP 2001156011 A JP2001156011 A JP 2001156011A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafer
- heating source
- heat treatment
- treatment apparatus
- heater heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体ウェーハ面内の均熱性を高めて、スリッ
プの発生を防止できると共に、ランプ加熱源の小型化が
図れ、価な半導体ウェーハ熱処理装置を提供する。 【解決手段】半導体ウェーハＷの上下に配置されたラン
プ加熱源３、４と、半導体ウェーハＷを離間して囲繞す
るヒータ加熱源５とを有する半導体ウェーハ熱処理装
置。
プの発生を防止できると共に、ランプ加熱源の小型化が
図れ、価な半導体ウェーハ熱処理装置を提供する。 【解決手段】半導体ウェーハＷの上下に配置されたラン
プ加熱源３、４と、半導体ウェーハＷを離間して囲繞す
るヒータ加熱源５とを有する半導体ウェーハ熱処理装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
熱処理工程に使用される半導体ウェーハ熱処理装置に関
し、特に半導体ウェーハ面内の均熱性を高め、ランプ加
熱源の小型化が図れる半導体ウェーハ熱処理装置に関す
る。
熱処理工程に使用される半導体ウェーハ熱処理装置に関
し、特に半導体ウェーハ面内の均熱性を高め、ランプ加
熱源の小型化が図れる半導体ウェーハ熱処理装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】チョクラルスキー法により引上げられた
シリコン単結晶を加工してシリコンウェーハを製造し、
このシリコンウェーハを用いてＤＲＡＭなどのデバイス
素子を製造する場合、シリコンウェーハ上に酸化膜や窒
化膜などを形成する必要がある。
シリコン単結晶を加工してシリコンウェーハを製造し、
このシリコンウェーハを用いてＤＲＡＭなどのデバイス
素子を製造する場合、シリコンウェーハ上に酸化膜や窒
化膜などを形成する必要がある。
【０００３】従来、この膜形成は石英製やＳｉＣ製のウ
ェーハボート上にシリコンウェーハを複数枚離間積載
し、横型や縦型の拡散炉を使用し、膜形成を行ってい
た。
ェーハボート上にシリコンウェーハを複数枚離間積載
し、横型や縦型の拡散炉を使用し、膜形成を行ってい
た。
【０００４】しかし、近年、デバイスの微細化に伴い、
これら膜形成やイオン注入後の拡散アニールなどには、
Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ処理（以
下ＲＴＰという。）が行われるようになっている。
これら膜形成やイオン注入後の拡散アニールなどには、
Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ処理（以
下ＲＴＰという。）が行われるようになっている。
【０００５】このＲＴＰ処理には、図５に示すように、
通常ＲＴＰ用の半導体ウェーハ熱処理装置３１の装置本
体３２内に設けられタングステンハロゲンランプからな
る上ランプ加熱源３３と、下ランプ加熱源３４間にチャ
ンバ３５を設け、このチャンバ３５にサセプタ３６に載
置されたシリコンウェーハＷ０を収納し、チャンバ３５
に周壁３５ａに設けられたガス導入口３７から、シリコ
ンウェーハＷ０に対して平行に処理ガスを導入し、ガス
導入口３７に対向して設けられたガス排気口３８から排
気しながら、上ランプ加熱源３３と下ランプ加熱源３４
で、シリコンウェーハＷ０を加熱してアニール処理を行
うものである。
通常ＲＴＰ用の半導体ウェーハ熱処理装置３１の装置本
体３２内に設けられタングステンハロゲンランプからな
る上ランプ加熱源３３と、下ランプ加熱源３４間にチャ
ンバ３５を設け、このチャンバ３５にサセプタ３６に載
置されたシリコンウェーハＷ０を収納し、チャンバ３５
に周壁３５ａに設けられたガス導入口３７から、シリコ
ンウェーハＷ０に対して平行に処理ガスを導入し、ガス
導入口３７に対向して設けられたガス排気口３８から排
気しながら、上ランプ加熱源３３と下ランプ加熱源３４
で、シリコンウェーハＷ０を加熱してアニール処理を行
うものである。
【０００６】このような従来の半導体ウェーハ熱処理装
置３１では、シリコンウェーハＷ０の上下に上ランプ加
熱源３３と下ランプ加熱源３４が設けられているため、
シリコンウェーハＷ０の表裏の温度差は比較的小さい
が、外周方向には加熱源がないため、熱漏洩が大きく、
その結果シリコンウェーハＷ０の中央部と外周部の温度
差が大きくなり、スリップ転位が発生する原因となって
いる。
置３１では、シリコンウェーハＷ０の上下に上ランプ加
熱源３３と下ランプ加熱源３４が設けられているため、
シリコンウェーハＷ０の表裏の温度差は比較的小さい
が、外周方向には加熱源がないため、熱漏洩が大きく、
その結果シリコンウェーハＷ０の中央部と外周部の温度
差が大きくなり、スリップ転位が発生する原因となって
いる。
【０００７】これを回避するために、シリコンウェーハ
Ｗ０に対して、上ランプ加熱源３３と下ランプ加熱源３
４の出力を大きくする必要があると共に、シリコンウェ
ーハＷ０を上記チャンバ３５に収納し、かつ外周部に石
英製、ＳｉＣ製のリング形状治具を挿入して、熱漏洩を
抑制していた。また、シリコンウェーハを回転させるこ
とで、シリコンウェーハ面内の均熱を確保する半導体ウ
ェーハ熱処理装置が用いられている。しかし、これらの
半導体ウェーハ熱処理装置は装置が複雑になり、半導体
ウェーハ熱処理装置が高価になっている。
Ｗ０に対して、上ランプ加熱源３３と下ランプ加熱源３
４の出力を大きくする必要があると共に、シリコンウェ
ーハＷ０を上記チャンバ３５に収納し、かつ外周部に石
英製、ＳｉＣ製のリング形状治具を挿入して、熱漏洩を
抑制していた。また、シリコンウェーハを回転させるこ
とで、シリコンウェーハ面内の均熱を確保する半導体ウ
ェーハ熱処理装置が用いられている。しかし、これらの
半導体ウェーハ熱処理装置は装置が複雑になり、半導体
ウェーハ熱処理装置が高価になっている。
【０００８】また、図５に示すような半導体ウェーハ熱
処理装置３１にあっては、処理ガスがシリコンウェーハ
Ｗ０に対して水平方向より導入されるため、全ての両ラ
ンプ加熱源３３、３４を同じ出力とすると、シリコンウ
ェーハＷ０は比較的温度が低い処理ガスが導入されるガ
ス上流側（ガス導入口３７）ほど、低温になり、スリッ
プが発生する。このため、両ランプ加熱源３３、３４を
複数個のゾーンに分割して制御し、ガス上流側の両ラン
プ加熱源３３ａ、３４ａほど出力を大きくして、スリッ
プを防止しているが、十分にスリップを防止できないば
かりでなく、電気制御系が複雑になり、半導体ウェーハ
熱処理装置が高価になっている。
処理装置３１にあっては、処理ガスがシリコンウェーハ
Ｗ０に対して水平方向より導入されるため、全ての両ラ
ンプ加熱源３３、３４を同じ出力とすると、シリコンウ
ェーハＷ０は比較的温度が低い処理ガスが導入されるガ
ス上流側（ガス導入口３７）ほど、低温になり、スリッ
プが発生する。このため、両ランプ加熱源３３、３４を
複数個のゾーンに分割して制御し、ガス上流側の両ラン
プ加熱源３３ａ、３４ａほど出力を大きくして、スリッ
プを防止しているが、十分にスリップを防止できないば
かりでなく、電気制御系が複雑になり、半導体ウェーハ
熱処理装置が高価になっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、半導体ウェー
ハ面内の均熱性を高めて、スリップの発生を防止できる
と共に、ランプ加熱源の小型化が図れ、安価な半導体ウ
ェーハ熱処理装置が要望されている。
ハ面内の均熱性を高めて、スリップの発生を防止できる
と共に、ランプ加熱源の小型化が図れ、安価な半導体ウ
ェーハ熱処理装置が要望されている。
【００１０】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、半導体ウェーハ面内の均熱性を高めて、スリッ
プの発生を防止できると共に、ランプ加熱源の小型化が
図れ、安価な半導体ウェーハ熱処理装置を提供すること
を目的とする。
もので、半導体ウェーハ面内の均熱性を高めて、スリッ
プの発生を防止できると共に、ランプ加熱源の小型化が
図れ、安価な半導体ウェーハ熱処理装置を提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、半導体ウェーハの上
下に配置されたランプ加熱源と、半導体ウェーハを離間
して囲繞するヒータ加熱源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であることを要旨としてい
る。
になされた本願請求項１の発明は、半導体ウェーハの上
下に配置されたランプ加熱源と、半導体ウェーハを離間
して囲繞するヒータ加熱源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であることを要旨としてい
る。
【００１２】本願請求項２の発明では、上記ヒータ加熱
源は、円筒体の周壁に密封されていることを特徴とする
請求項１に記載の半導体ウェーハ熱処理装置であること
を要旨としている。
源は、円筒体の周壁に密封されていることを特徴とする
請求項１に記載の半導体ウェーハ熱処理装置であること
を要旨としている。
【００１３】本願請求項３の発明では、上記円筒体およ
びヒータ加熱源は、半導体ウェーハを出入れ可能にする
ため、少なくとも２分割されることを特徴とする請求項
１または２に記載の半導体ウェーハ熱処理装置であるこ
とを要旨としている。
びヒータ加熱源は、半導体ウェーハを出入れ可能にする
ため、少なくとも２分割されることを特徴とする請求項
１または２に記載の半導体ウェーハ熱処理装置であるこ
とを要旨としている。
【００１４】本願請求項４の発明では、上記ランプ加熱
源の加熱による半導体ウェーハ中央部の温度変化に応じ
て、ヒータ加熱源を制御することを特徴とする請求項１
ないし３のいずれか１項に記載の半導体ウェーハ熱処理
装置であることを要旨としている。
源の加熱による半導体ウェーハ中央部の温度変化に応じ
て、ヒータ加熱源を制御することを特徴とする請求項１
ないし３のいずれか１項に記載の半導体ウェーハ熱処理
装置であることを要旨としている。
【００１５】本願請求項５の発明では、上記半導体ウェ
ーハの中央部と外周部との２点間の温度差を±５℃以内
になるようにヒータ加熱源を制御することを特徴とする
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体ウェー
ハ熱処理装置であることを要旨としている。
ーハの中央部と外周部との２点間の温度差を±５℃以内
になるようにヒータ加熱源を制御することを特徴とする
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体ウェー
ハ熱処理装置であることを要旨としている。
【００１６】本願請求項６の発明では、上記半導体ウェ
ーハ熱処理装置は、急速温度昇降および９００℃以上の
高温アニールを行うランプアニール装置であることを特
徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導
体ウェーハ熱処理装置であることを要旨としている。
ーハ熱処理装置は、急速温度昇降および９００℃以上の
高温アニールを行うランプアニール装置であることを特
徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導
体ウェーハ熱処理装置であることを要旨としている。
【００１７】本願請求項７の発明では、上記半導体ウェ
ーハ熱処理装置は、枚葉式であることを特徴とする請求
項１ないし６のいずれか１項に記載の半導体ウェーハ熱
処理装置であることを要旨としている。
ーハ熱処理装置は、枚葉式であることを特徴とする請求
項１ないし６のいずれか１項に記載の半導体ウェーハ熱
処理装置であることを要旨としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明に係わる半導体ウェーハ熱
処理装置について、実施の形態に基づいて説明する。
処理装置について、実施の形態に基づいて説明する。
【００１９】図１および図２に示すように、半導体ウェ
ーハ熱処理装置１は、半導体ウェーハ、例えばシリコン
ウェーハＷを１枚毎に熱処理する枚葉式半導体ウェーハ
熱処理装置で、装置本体２と、この装置本体２内に設け
られ半導体ウェーハＷの上方に配置される上ランプ加熱
源３と、半導体ウェーハＷの下方に配置される下ランプ
加熱源４と、半導体ウェーハＷを離間して囲繞するヒー
タ加熱源５とを有している。
ーハ熱処理装置１は、半導体ウェーハ、例えばシリコン
ウェーハＷを１枚毎に熱処理する枚葉式半導体ウェーハ
熱処理装置で、装置本体２と、この装置本体２内に設け
られ半導体ウェーハＷの上方に配置される上ランプ加熱
源３と、半導体ウェーハＷの下方に配置される下ランプ
加熱源４と、半導体ウェーハＷを離間して囲繞するヒー
タ加熱源５とを有している。
【００２０】装置本体２はシリコンウェーハＷ出入れ用
の開口２ａとこの開口２ａを適宜開閉する蓋体２ｂとを
有する断熱筐体で形成されている。
の開口２ａとこの開口２ａを適宜開閉する蓋体２ｂとを
有する断熱筐体で形成されている。
【００２１】両ランプ加熱源３、４は、例えばタングス
テンハロゲンランプであり、共にランプ出力制御装置６
を介して電源７に接続されている。
テンハロゲンランプであり、共にランプ出力制御装置６
を介して電源７に接続されている。
【００２２】図３に示すように、ヒータ加熱源５は、透
明石英ガラス製の天板８ａ、底板８ｂを有し、チャンバ
を形成する、例えば透明石英ガラス製の円筒体８の周壁
８ｃに密封状態で収納させている。この円筒体８には、
半導体ウェーハＷを出入れができるような開口部８ｄ
と、この開口部８ｄは蓋体部８ｄにより適宜開閉される
ように複数個、例えば２分割されており、さらに、蓋体
部８ｄには半導体ウェーハＷが載置されるリング形状の
サセプタ９が取付けられている。
明石英ガラス製の天板８ａ、底板８ｂを有し、チャンバ
を形成する、例えば透明石英ガラス製の円筒体８の周壁
８ｃに密封状態で収納させている。この円筒体８には、
半導体ウェーハＷを出入れができるような開口部８ｄ
と、この開口部８ｄは蓋体部８ｄにより適宜開閉される
ように複数個、例えば２分割されており、さらに、蓋体
部８ｄには半導体ウェーハＷが載置されるリング形状の
サセプタ９が取付けられている。
【００２３】また、図４に示すように、蓋体部８ｄにも
ヒータ加熱源５から分割された分割ヒータ加熱源５ａが
密封され、蓋体部８ｄが閉塞された状態で分割ヒータ加
熱源５ａはヒータ加熱源５と一体になるようになってい
る。
ヒータ加熱源５から分割された分割ヒータ加熱源５ａが
密封され、蓋体部８ｄが閉塞された状態で分割ヒータ加
熱源５ａはヒータ加熱源５と一体になるようになってい
る。
【００２４】ヒータ加熱源５、分割ヒータ加熱源５ａは
共に石英ガラス製の円筒体８内に密封されているので、
ヒータ加熱源５、分割ヒータ加熱源５ａから発生する不
純物により、シリコンウェーハＷを汚染することがな
い。
共に石英ガラス製の円筒体８内に密封されているので、
ヒータ加熱源５、分割ヒータ加熱源５ａから発生する不
純物により、シリコンウェーハＷを汚染することがな
い。
【００２５】なお、ヒータ加熱源５および分割ヒータ加
熱源５ａが収納される収納溝部８ｆを真空にすること
で、加熱時の空間膨張を防ぐようになっている。
熱源５ａが収納される収納溝部８ｆを真空にすること
で、加熱時の空間膨張を防ぐようになっている。
【００２６】ヒータ加熱源５は、例えばＳＣＲを有する
ヒータ出力制御装置１０を介して電源７に接続されてい
る。
ヒータ出力制御装置１０を介して電源７に接続されてい
る。
【００２７】また、図２および図３に示すように、円筒
体８の周壁８ｃ上の蓋体部８ｄから９０°離れた位置に
は、扁平で横長形状のガス導入口１１が半導体ウェーハ
Ｗの位置に対向して設けられ、さらに、このガス導入口
１１に対向してガス排気口１２が設けられている。
体８の周壁８ｃ上の蓋体部８ｄから９０°離れた位置に
は、扁平で横長形状のガス導入口１１が半導体ウェーハ
Ｗの位置に対向して設けられ、さらに、このガス導入口
１１に対向してガス排気口１２が設けられている。
【００２８】さらに、図１に示すように、装置本体２内
には、３個の温度計、例えば放射温度計１３ａ、１３
ｂ、１３ｃが設けられており、１個はシリコンウェーハ
Ｗの中心部Ｗｃ、他の２個は各々シリコンウェーハＷの
ガス導入口１１およびガス排気口１２側の外周部Ｗａ、
Ｗｂの温度を測定できるように設置されている。また、
放射温度計１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、ヒータ出力制御
装置１０に接続されており、両ランプ加熱源３、４によ
る半導体ウェーハＷの中央部Ｗｃの温度変化に応じて、
ヒータ加熱源５を制御し、また、半導体ウェーハＷの中
央部Ｗｃおよび外周部Ｗａ、Ｗｂの２点の温度を測定し
て、２点間の温度を±５℃以内になるようにヒータ加熱
源５を制御することができるようになっている。
には、３個の温度計、例えば放射温度計１３ａ、１３
ｂ、１３ｃが設けられており、１個はシリコンウェーハ
Ｗの中心部Ｗｃ、他の２個は各々シリコンウェーハＷの
ガス導入口１１およびガス排気口１２側の外周部Ｗａ、
Ｗｂの温度を測定できるように設置されている。また、
放射温度計１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、ヒータ出力制御
装置１０に接続されており、両ランプ加熱源３、４によ
る半導体ウェーハＷの中央部Ｗｃの温度変化に応じて、
ヒータ加熱源５を制御し、また、半導体ウェーハＷの中
央部Ｗｃおよび外周部Ｗａ、Ｗｂの２点の温度を測定し
て、２点間の温度を±５℃以内になるようにヒータ加熱
源５を制御することができるようになっている。
【００２９】なお、シリコンウェーハの熱処理工程を量
産ラインにて行う場合には、多数の半導体ウェーハ熱処
理装置が使用されるが、これらの装置の使用前に両ラン
プ加熱源３、４、ヒータ加熱源５の条件出しを行ってお
けば、装置毎に放射温度計１３ａ、１３ｂ、１３ｃを必
ずしも設ける必要はない。
産ラインにて行う場合には、多数の半導体ウェーハ熱処
理装置が使用されるが、これらの装置の使用前に両ラン
プ加熱源３、４、ヒータ加熱源５の条件出しを行ってお
けば、装置毎に放射温度計１３ａ、１３ｂ、１３ｃを必
ずしも設ける必要はない。
【００３０】また、本発明に係わる半導体ウェーハ熱処
理装置は、上述した枚葉式半導体ウェーハ熱処理装置に
限らず、上ランプ加熱源および下ランプ加熱源を多層に
し、かつ、蓋体部に上下ランプ加熱源間に挿入されるよ
うに配設された複数個のサセプタに半導体ウェーハを載
置して、１度に複数枚の半導体ウェーハを熱処理できる
ようにしてもよい。
理装置は、上述した枚葉式半導体ウェーハ熱処理装置に
限らず、上ランプ加熱源および下ランプ加熱源を多層に
し、かつ、蓋体部に上下ランプ加熱源間に挿入されるよ
うに配設された複数個のサセプタに半導体ウェーハを載
置して、１度に複数枚の半導体ウェーハを熱処理できる
ようにしてもよい。
【００３１】次に本発明に係わる半導体ウェーハ熱処理
装置を用い、水素雰囲気でのシリコンウェーハの熱処理
方法を説明する。
装置を用い、水素雰囲気でのシリコンウェーハの熱処理
方法を説明する。
【００３２】図１に示すように、蓋体２ｂを外して開口
２ａを開放し、蓋体部８ｄを円筒体８から分割して開口
部２から装置本体２外に取出し、取出された蓋体部８の
サセプタ９に、１枚のシリコンウェーハＷを載置し、再
び蓋体部８ｄを開口２ａから挿入して、蓋体部８ｄを円
筒体８に合体させて開口部８ｄを閉塞しながら、シリコ
ンウェーハＷを円筒体８内に収納し、蓋体２ｂで開口部
２ａを閉塞する。
２ａを開放し、蓋体部８ｄを円筒体８から分割して開口
部２から装置本体２外に取出し、取出された蓋体部８の
サセプタ９に、１枚のシリコンウェーハＷを載置し、再
び蓋体部８ｄを開口２ａから挿入して、蓋体部８ｄを円
筒体８に合体させて開口部８ｄを閉塞しながら、シリコ
ンウェーハＷを円筒体８内に収納し、蓋体２ｂで開口部
２ａを閉塞する。
【００３３】次にランプ出力制御装置６を制御して、両
ランプ加熱源３、４に通電して発熱させ、シリコンウェ
ーハＷの表面を急速に昇温して、かつ９００℃以上の高
温にし、さらに、ヒータ出力制御装置１０を制御して、
ヒータ加熱源５、分割ヒータ加熱源５ａに通電して、シ
リコンウェーハＷを外周から加熱する。
ランプ加熱源３、４に通電して発熱させ、シリコンウェ
ーハＷの表面を急速に昇温して、かつ９００℃以上の高
温にし、さらに、ヒータ出力制御装置１０を制御して、
ヒータ加熱源５、分割ヒータ加熱源５ａに通電して、シ
リコンウェーハＷを外周から加熱する。
【００３４】しかる後、処理ガス、例えば水素ガスＧを
ガス導入口１１から円筒体８内に供給し、水素ガスとシ
リコンウェーハＷとの反応後、水素ガスをガス導入口１
１に対向して設けられたガス排気口１２から排気する。
このようにして、シリコンウェーハＷは水素雰囲気下で
熱処理される。
ガス導入口１１から円筒体８内に供給し、水素ガスとシ
リコンウェーハＷとの反応後、水素ガスをガス導入口１
１に対向して設けられたガス排気口１２から排気する。
このようにして、シリコンウェーハＷは水素雰囲気下で
熱処理される。
【００３５】この熱処理工程において、シリコンウェー
ハＷの中央部Ｗｃの温度は常に放射温度計１３ｃにより
測定され、所定の温度になるように、また、外周部Ｗ
ａ、Ｗｂの温度は放射温度計１３ａ、１３ｂによって各
々測定され、中心部Ｗｃと外周部Ｗａ、Ｗｂの温度差が
±５℃以内になるように、ヒータ出力制御装置１０を介
して制御された状態でヒータ加熱源５、分割ヒータ加熱
源５ａは付勢される。
ハＷの中央部Ｗｃの温度は常に放射温度計１３ｃにより
測定され、所定の温度になるように、また、外周部Ｗ
ａ、Ｗｂの温度は放射温度計１３ａ、１３ｂによって各
々測定され、中心部Ｗｃと外周部Ｗａ、Ｗｂの温度差が
±５℃以内になるように、ヒータ出力制御装置１０を介
して制御された状態でヒータ加熱源５、分割ヒータ加熱
源５ａは付勢される。
【００３６】従って、水素ガスＧをガス導入口１１から
円筒体８内に供給し、シリコンウェーハＷと平行な状態
で流しても、シリコンウェーハＷ面内温度は、均一に保
たれ、シリコンウェーハＷにスリップが発生しない。
円筒体８内に供給し、シリコンウェーハＷと平行な状態
で流しても、シリコンウェーハＷ面内温度は、均一に保
たれ、シリコンウェーハＷにスリップが発生しない。
【００３７】また、ヒータ加熱源５は、円筒体に密封さ
れているので、ランプ加熱源からの熱漏洩を防止すると
共に、シリコンウェーハを外周から加熱し、シリコンウ
ェーハ面内温度を均一に保ち、さらに、ヒータ加熱源５
から発生する不純物により、シリコンウェーハＷを汚染
することがない。
れているので、ランプ加熱源からの熱漏洩を防止すると
共に、シリコンウェーハを外周から加熱し、シリコンウ
ェーハ面内温度を均一に保ち、さらに、ヒータ加熱源５
から発生する不純物により、シリコンウェーハＷを汚染
することがない。
【００３８】さらに、ヒータ加熱源５を設けることによ
り、両ランプ加熱源３、４の小型化が図れ、従来のよう
に両ランプ加熱源３、４を複数個のゾーンに分割して制
御し、ガス上流側の両ランプ加熱源３ａ、４ａほど出力
を大きくする必要もなく、安価な半導体ウェーハ熱処理
装置を提供することができる。
り、両ランプ加熱源３、４の小型化が図れ、従来のよう
に両ランプ加熱源３、４を複数個のゾーンに分割して制
御し、ガス上流側の両ランプ加熱源３ａ、４ａほど出力
を大きくする必要もなく、安価な半導体ウェーハ熱処理
装置を提供することができる。
【００３９】また、シリコンウェーハＷ出入れ用の蓋体
部８ｄにも分割ヒータ加熱源５ａが設けられているの
で、蓋体部８ｄ近傍のシリコンウェーハＷの外周部が低
温になることもなく、シリコンウェーハ面内温度を均一
に保てる。
部８ｄにも分割ヒータ加熱源５ａが設けられているの
で、蓋体部８ｄ近傍のシリコンウェーハＷの外周部が低
温になることもなく、シリコンウェーハ面内温度を均一
に保てる。
【００４０】
【実施例】（１）温度測定試験 図１に示すような本発明に係わる半導体ウェーハ熱処理
装置を用いて、ランプ源設定温度を７００℃および１１
００℃にした場合におけるシリコンウェーハ面内の熱分
布を測定した。ヒータ加熱源の設定温度を３段階に変化
させた場合のシリコンウェーハの中央部と外周部（ガス
導入口側）の温度差を測定した。また、シリコンウェー
ハは回転させていない。
装置を用いて、ランプ源設定温度を７００℃および１１
００℃にした場合におけるシリコンウェーハ面内の熱分
布を測定した。ヒータ加熱源の設定温度を３段階に変化
させた場合のシリコンウェーハの中央部と外周部（ガス
導入口側）の温度差を測定した。また、シリコンウェー
ハは回転させていない。
【００４１】その結果を表１および表２に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】・ランプ源設定温度７００℃、１１００℃
いずれの場合にも、ヒータ加熱源設定温度がランプ源設
定温度と同じ場合には、シリコンウェーハ外周部の温度
がやや低めになる。
いずれの場合にも、ヒータ加熱源設定温度がランプ源設
定温度と同じ場合には、シリコンウェーハ外周部の温度
がやや低めになる。
【００４５】・ランプ源設定温度７００℃の場合、ヒー
タ加熱源設定温度を若干（２０℃）高くすることによ
り、シリコンウェーハ面内温度差を±５℃にできる（温
度差１℃）。
タ加熱源設定温度を若干（２０℃）高くすることによ
り、シリコンウェーハ面内温度差を±５℃にできる（温
度差１℃）。
【００４６】・ランプ源設定温度１１００℃の場合、ヒ
ータ加熱源設定温度を若干（１５℃）高くすることによ
り、シリコンウェーハ面内温度差を±５℃にできる（温
度差２℃）。
ータ加熱源設定温度を若干（１５℃）高くすることによ
り、シリコンウェーハ面内温度差を±５℃にできる（温
度差２℃）。
【００４７】（２）スリップ試験 図１に示すような本発明に係わる半導体ウェーハ熱処理
装置を用いて、ランプ源設定温度を７００℃にして、シ
リコンウェーハをサセプタに載置し、Ｈ２雰囲気で、７
００〜１１００℃までを５℃／秒で昇温、１１００℃で
５分間保持し、１１００〜７００℃を５℃／秒で降温、
７００℃で装置からシリコンウェーハを取出す熱処理を
行った。
装置を用いて、ランプ源設定温度を７００℃にして、シ
リコンウェーハをサセプタに載置し、Ｈ２雰囲気で、７
００〜１１００℃までを５℃／秒で昇温、１１００℃で
５分間保持し、１１００〜７００℃を５℃／秒で降温、
７００℃で装置からシリコンウェーハを取出す熱処理を
行った。
【００４８】・熱処理後、シリコンウェーハをＸ線トボ
グラフ（ラング法）により評価したが、スリップは確認
されなかった。
グラフ（ラング法）により評価したが、スリップは確認
されなかった。
【００４９】
【発明の効果】本発明に係わる半導体ウェーハ熱処理装
置によれば、半導体ウェーハ面内の均熱性を高めて、ス
リップの発生を防止できると共に、ランプ加熱源の小型
化が図れ、安価な半導体ウェーハ熱処理装置を提供する
ことができる。
置によれば、半導体ウェーハ面内の均熱性を高めて、ス
リップの発生を防止できると共に、ランプ加熱源の小型
化が図れ、安価な半導体ウェーハ熱処理装置を提供する
ことができる。
【００５０】すなわち、半導体ウェーハ熱処理装置は、
半導体ウェーハの上下に配置されたランプ加熱源と、半
導体ウェーハを離間して囲繞するヒータ加熱源とを有す
るので、処理ガスの流入方向に係わりなく、シリコンウ
ェーハ面内温度は均一に保たれ、シリコンウェーハにス
リップが発生することもなく、さらに、ヒータ加熱源を
設けることにより、ランプ加熱源の小型化が図れ、ラン
プ加熱源を複数個のゾーンに分割して制御し、ガス上流
側のランプ加熱源ほど出力を大きくする必要もなく、安
価な半導体ウェーハ熱処理装置を提供することができ
る。
半導体ウェーハの上下に配置されたランプ加熱源と、半
導体ウェーハを離間して囲繞するヒータ加熱源とを有す
るので、処理ガスの流入方向に係わりなく、シリコンウ
ェーハ面内温度は均一に保たれ、シリコンウェーハにス
リップが発生することもなく、さらに、ヒータ加熱源を
設けることにより、ランプ加熱源の小型化が図れ、ラン
プ加熱源を複数個のゾーンに分割して制御し、ガス上流
側のランプ加熱源ほど出力を大きくする必要もなく、安
価な半導体ウェーハ熱処理装置を提供することができ
る。
【００５１】また、ヒータ加熱源は、円筒体に密封され
ているので、ランプ加熱源からの熱漏洩を防止すると共
に、シリコンウェーハを外周から加熱し、シリコンウェ
ーハ面内温度を均一に保ち、さらに、ヒータ加熱源から
発生する不純物により、シリコンウェーハを汚染するこ
とがない。
ているので、ランプ加熱源からの熱漏洩を防止すると共
に、シリコンウェーハを外周から加熱し、シリコンウェ
ーハ面内温度を均一に保ち、さらに、ヒータ加熱源から
発生する不純物により、シリコンウェーハを汚染するこ
とがない。
【００５２】また、円筒体およびヒータ加熱源は、半導
体ウェーハを出入れ可能に少なくとも２分割されるの
で、蓋体部近傍のシリコンウェーハの外周部が低温にな
ることもなく、シリコンウェーハ面内温度を均一に保て
る。
体ウェーハを出入れ可能に少なくとも２分割されるの
で、蓋体部近傍のシリコンウェーハの外周部が低温にな
ることもなく、シリコンウェーハ面内温度を均一に保て
る。
【００５３】また、ランプ加熱源による半導体ウェーハ
中央部の温度変化に応じて、ヒータ加熱源を制御するの
で、大型のランプ加熱源を必要とせず小型化が図れ、さ
らに、シリコンウェーハ面内温度を均一に保てる。
中央部の温度変化に応じて、ヒータ加熱源を制御するの
で、大型のランプ加熱源を必要とせず小型化が図れ、さ
らに、シリコンウェーハ面内温度を均一に保てる。
【００５４】また、半導体ウェーハの中央部と外周部と
の２点間の温度差を±５℃以内になるようにヒータ加熱
源を制御するので、大型のランプ加熱源を必要とせず小
型化が図れ、さらに、シリコンウェーハ面内温度を均一
に保てる。
の２点間の温度差を±５℃以内になるようにヒータ加熱
源を制御するので、大型のランプ加熱源を必要とせず小
型化が図れ、さらに、シリコンウェーハ面内温度を均一
に保てる。
【００５５】また、半導体ウェーハ熱処理装置は、急速
温度昇降および９００℃以上の高温アニールを行うラン
プアニール装置であるので、半導体ウェーハにスリップ
を発生させることなく、迅速な熱処理を行うことができ
る。
温度昇降および９００℃以上の高温アニールを行うラン
プアニール装置であるので、半導体ウェーハにスリップ
を発生させることなく、迅速な熱処理を行うことができ
る。
【００５６】また、半導体ウェーハ熱処理装置は、枚葉
式であるので、半導体ウェーハの大型化に対応した熱処
理が行える。
式であるので、半導体ウェーハの大型化に対応した熱処
理が行える。
【図１】本発明に係わる半導体ウェーハ熱処理装置の概
念図。
念図。
【図２】本発明に係わる半導体ウェーハ熱処理装置に用
いられるランプ加熱源、ヒータ加熱源の説明図。
いられるランプ加熱源、ヒータ加熱源の説明図。
【図３】本発明に係わる半導体ウェーハ熱処理装置に用
いられるヒータ加熱源および円筒体の説明図。
いられるヒータ加熱源および円筒体の説明図。
【図４】本発明に係わる半導体ウェーハ熱処理装置に用
いられるヒータ加熱源の説明図。
いられるヒータ加熱源の説明図。
【図５】従来の半導体ウェーハ熱処理装置に用いられる
ランプ加熱源、ヒータ加熱源の説明図。
ランプ加熱源、ヒータ加熱源の説明図。
１ 半導体ウェーハ熱処理装置 ２ 装置本体 ２ａ 開口 ２ｂ 蓋体 ３ 上ランプ加熱源 ４ 下ランプ加熱源 ５ ヒータ加熱源 ５ａ 分割ヒータ加熱源 ６ ランプ出力制御装置 ７ 電源 ８ 円筒体 ８ａ 天板 ８ｂ 底板 ８ｃ 周壁 ８ｄ 開口部 ８ｅ 蓋体部 ８ｆ 収納溝部 ９ サセプタ １０ ヒータ出力制御装置 １１ ガス導入口 １２ ガス排気口 １３ａ 放射温度計 １３ｂ 放射温度計 １３ｃ 放射温度計 Ｗ 半導体ウェーハ Ｗｃ 中央部 Ｗａ 外周部 Ｗｂ 外周部
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体ウェーハの上下に配置されたラン
プ加熱源と、半導体ウェーハを離間して囲繞するヒータ
加熱源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。 - 【請求項２】 上記ヒータ加熱源は、円筒体の周壁に密
封されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体
ウェーハ熱処理装置。 - 【請求項３】 上記円筒体およびヒータ加熱源は、半導
体ウェーハを出入れ可能にするため、少なくとも２分割
されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導
体ウェーハ熱処理装置。 - 【請求項４】 上記ランプ加熱源の加熱による半導体ウ
ェーハ中央部の温度変化に応じて、ヒータ加熱源を制御
することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項
に記載の半導体ウェーハ熱処理装置。 - 【請求項５】 上記半導体ウェーハの中央部と外周部と
の２点間の温度差を±５℃以内になるようにヒータ加熱
源を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいず
れか１項に記載の半導体ウェーハ熱処理装置。 - 【請求項６】 上記半導体ウェーハ熱処理装置は、急速
温度昇降および９００℃以上の高温アニールを行うラン
プアニール装置であることを特徴とする請求項１ないし
５のいずれか１項に記載の半導体ウェーハ熱処理装置。 - 【請求項７】 上記半導体ウェーハ熱処理装置は、枚葉
式であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか
１項に記載の半導体ウェーハ熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33857599A JP2001156011A (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 半導体ウェーハ熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33857599A JP2001156011A (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 半導体ウェーハ熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001156011A true JP2001156011A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18319474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33857599A Pending JP2001156011A (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 半導体ウェーハ熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001156011A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003003432A1 (fr) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Procede et dispositif de croissance en phase vapeur |
| JP2008300073A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Ushio Inc | フィラメントランプ |
| JP2011524648A (ja) * | 2008-06-30 | 2011-09-01 | エス．オー．アイ．テック シリコン オン インシュレータ テクノロジーズ | モジュール式化学気相成長（ｃｖｄ）反応器サブシステム及びその形成方法並びに独立機能モジュール |
| JP2012069774A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Covalent Materials Corp | シリコンウェーハの熱処理方法 |
| JP2020178039A (ja) * | 2019-04-18 | 2020-10-29 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハのスリップ転位に対する耐性の評価方法 |
-
1999
- 1999-11-29 JP JP33857599A patent/JP2001156011A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003003432A1 (fr) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Procede et dispositif de croissance en phase vapeur |
| US7049154B2 (en) | 2001-06-28 | 2006-05-23 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Vapor phase growth method by controlling the heat output in the gas introduction region |
| JP2008300073A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Ushio Inc | フィラメントランプ |
| JP2011524648A (ja) * | 2008-06-30 | 2011-09-01 | エス．オー．アイ．テック シリコン オン インシュレータ テクノロジーズ | モジュール式化学気相成長（ｃｖｄ）反応器サブシステム及びその形成方法並びに独立機能モジュール |
| JP2012069774A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Covalent Materials Corp | シリコンウェーハの熱処理方法 |
| JP2020178039A (ja) * | 2019-04-18 | 2020-10-29 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハのスリップ転位に対する耐性の評価方法 |
| JP7230661B2 (ja) | 2019-04-18 | 2023-03-01 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハのスリップ転位に対する耐性の評価方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7313931B2 (en) | Method and device for heat treatment | |
| US9076644B2 (en) | Substrate processing apparatus, substrate supporter and method of manufacturing semiconductor device | |
| JPS5959876A (ja) | 光照射炉の運転方法 | |
| JPH10107018A (ja) | 半導体ウェーハの熱処理装置 | |
| JPH11176822A (ja) | 半導体処理装置 | |
| JP2001156011A (ja) | 半導体ウェーハ熱処理装置 | |
| TW515117B (en) | Method of manufacturing semiconductor wafer | |
| JP2007073865A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP4880408B2 (ja) | 基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法、メインコントローラおよびプログラム | |
| US6296709B1 (en) | Temperature ramp for vertical diffusion furnace | |
| JP4246416B2 (ja) | 急速熱処理装置 | |
| JP2005259902A (ja) | 基板処理装置 | |
| JP2006032386A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP2007134518A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP3081886B2 (ja) | 成膜方法 | |
| JP2004228462A (ja) | ウエーハの熱処理方法及び熱処理装置 | |
| JP2004356355A (ja) | 熱処理方法、基板の製造方法、半導体装置の製造方法及び熱処理装置 | |
| JPH1092754A (ja) | 枚葉式の熱処理装置及び熱処理方法 | |
| JP2006080294A (ja) | 基板の製造方法 | |
| JPH10223722A (ja) | 半導体処理装置 | |
| JPS63271922A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP2006100303A (ja) | 基板の製造方法及び熱処理装置 | |
| JPH11154649A (ja) | 急速熱処理装置 | |
| JPH0234824Y2 (ja) | ||
| JP2003273032A (ja) | 半導体装置の製造方法 |