JP2002329717A - 被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置 - Google Patents
被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置Info
- Publication number
- JP2002329717A JP2002329717A JP2001130651A JP2001130651A JP2002329717A JP 2002329717 A JP2002329717 A JP 2002329717A JP 2001130651 A JP2001130651 A JP 2001130651A JP 2001130651 A JP2001130651 A JP 2001130651A JP 2002329717 A JP2002329717 A JP 2002329717A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treatment
- reaction chamber
- heat
- objects
- pressure
- 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
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱処理を行う被処理体の数に拘わらずに、一
のレシピで被処理体の熱処理を行うことができる被処理
体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置を提供する。 【解決手段】 熱処理装置1は、複数枚の半導体ウエハ
10を保持したウエハボート9を収容する反応管2と、
反応管内2に処理ガスを供給する処理ガス導入管13
と、反応管2内を所定の圧力に設定可能な排気手段と、
これらを制御する制御部20とを備えている。制御部2
0は、所定枚数の半導体ウエハ10を熱処理した熱処理
条件を記憶し、この熱処理条件をもとにして、熱処理を
行う半導体ウエハ10の枚数に応じた熱処理条件を算出
し、反応管2内を算出された熱処理条件に制御する。
のレシピで被処理体の熱処理を行うことができる被処理
体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置を提供する。 【解決手段】 熱処理装置1は、複数枚の半導体ウエハ
10を保持したウエハボート9を収容する反応管2と、
反応管内2に処理ガスを供給する処理ガス導入管13
と、反応管2内を所定の圧力に設定可能な排気手段と、
これらを制御する制御部20とを備えている。制御部2
0は、所定枚数の半導体ウエハ10を熱処理した熱処理
条件を記憶し、この熱処理条件をもとにして、熱処理を
行う半導体ウエハ10の枚数に応じた熱処理条件を算出
し、反応管2内を算出された熱処理条件に制御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理体の熱処理
方法及びバッチ式熱処理装置に関し、詳しくは、バッチ
式熱処理装置を用いて複数の被処理体を熱処理する被処
理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置に関する。
方法及びバッチ式熱処理装置に関し、詳しくは、バッチ
式熱処理装置を用いて複数の被処理体を熱処理する被処
理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
多数の被処理体、例えば、半導体ウエハに成膜処理、酸
化処理、拡散処理等の熱処理を行うバッチ式熱処理装置
が用いられている。バッチ式熱処理装置としては、例え
ば、図9に示すような熱処理装置51が用いられ、次の
ようにして、半導体ウエハが熱処理される。
多数の被処理体、例えば、半導体ウエハに成膜処理、酸
化処理、拡散処理等の熱処理を行うバッチ式熱処理装置
が用いられている。バッチ式熱処理装置としては、例え
ば、図9に示すような熱処理装置51が用いられ、次の
ようにして、半導体ウエハが熱処理される。
【0003】まず、内管52a及び外管52bからなる
二重管構造の反応管52をヒータ53により所定の温度
に加熱する。また、複数枚の半導体ウエハ54を収容し
たウエハボート55を反応管52(内管52a)内にロ
ードする。次に、排気ポート56から反応管52内のガ
スを排出し、反応管52内を所定の圧力に減圧する。反
応管52内が所定の圧力に減圧されると、ガス導入管5
7から内管52a内に処理ガスを供給し、半導体ウエハ
54が熱処理される。
二重管構造の反応管52をヒータ53により所定の温度
に加熱する。また、複数枚の半導体ウエハ54を収容し
たウエハボート55を反応管52(内管52a)内にロ
ードする。次に、排気ポート56から反応管52内のガ
スを排出し、反応管52内を所定の圧力に減圧する。反
応管52内が所定の圧力に減圧されると、ガス導入管5
7から内管52a内に処理ガスを供給し、半導体ウエハ
54が熱処理される。
【0004】ところで、近年、多種多様な半導体デバイ
スが要求されており、いわゆる小ロットで多種類の半導
体ウエハ54を熱処理することが必要となる場合があ
る。このため、熱処理装置51を用いた一度の熱処理で
150枚の半導体ウエハ54の熱処理を行う場合もあれ
ば、例えば、100枚、50枚、25枚のように少ない
枚数の半導体ウエハ54の熱処理を行う場合もある。
スが要求されており、いわゆる小ロットで多種類の半導
体ウエハ54を熱処理することが必要となる場合があ
る。このため、熱処理装置51を用いた一度の熱処理で
150枚の半導体ウエハ54の熱処理を行う場合もあれ
ば、例えば、100枚、50枚、25枚のように少ない
枚数の半導体ウエハ54の熱処理を行う場合もある。
【0005】少ない枚数の半導体ウエハ54の熱処理を
行う場合、安定した熱処理を行うために、ウエハボート
55内に、いわゆるダミーウエハを収容し、ウエハボー
ト55内が満載された状態で半導体ウエハ54の熱処理
が行われている。しかしながら、熱処理される半導体ウ
エハ54の数に応じて、ダミーウエハをウエハボート5
5内に収容する作業を行わなければならず、熱処理工程
が煩雑になり、時間がかかってしまう。また、ダミーウ
エハは、複数回の熱処理毎に洗浄し、繰り返し使用され
るが、最終的には廃棄処分しなければならず、半導体デ
バイスのコストが高くなってしまう。
行う場合、安定した熱処理を行うために、ウエハボート
55内に、いわゆるダミーウエハを収容し、ウエハボー
ト55内が満載された状態で半導体ウエハ54の熱処理
が行われている。しかしながら、熱処理される半導体ウ
エハ54の数に応じて、ダミーウエハをウエハボート5
5内に収容する作業を行わなければならず、熱処理工程
が煩雑になり、時間がかかってしまう。また、ダミーウ
エハは、複数回の熱処理毎に洗浄し、繰り返し使用され
るが、最終的には廃棄処分しなければならず、半導体デ
バイスのコストが高くなってしまう。
【0006】このため、少ない枚数の半導体ウエハ54
の熱処理を行う場合に、ダミーウエハでウエハボート5
5内が満載された状態にすることなく、ウエハボート5
5内に空き領域を設けた状態で、反応管52の温度、圧
力、処理ガスの流量等を制御する方法が検討されてい
る。例えば、排気ポート56に圧力センサ58を設置
し、圧力センサ58により検出された圧力が所定の圧力
に維持されるように、反応管52の圧力が制御されてい
る。
の熱処理を行う場合に、ダミーウエハでウエハボート5
5内が満載された状態にすることなく、ウエハボート5
5内に空き領域を設けた状態で、反応管52の温度、圧
力、処理ガスの流量等を制御する方法が検討されてい
る。例えば、排気ポート56に圧力センサ58を設置
し、圧力センサ58により検出された圧力が所定の圧力
に維持されるように、反応管52の圧力が制御されてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウエハ
ボート55に収容する半導体ウエハ54の処理枚数が異
なると、圧力センサ58により検出された圧力を所定の
圧力に維持しても、反応管52内の圧力が変動してしま
う。これは、反応管52内のコンダクタンスが変動し、
このコンダクタンスの変動分だけ反応管52内の圧力が
変動してしまうためである。このため、反応管52内の
圧力を所定の圧力に制御するには、半導体ウエハ54の
処理枚数毎にレシピを作成し、反応管52の圧力を制御
しなければならず、熱処理に伴う操作が煩雑になるとい
う問題があった。
ボート55に収容する半導体ウエハ54の処理枚数が異
なると、圧力センサ58により検出された圧力を所定の
圧力に維持しても、反応管52内の圧力が変動してしま
う。これは、反応管52内のコンダクタンスが変動し、
このコンダクタンスの変動分だけ反応管52内の圧力が
変動してしまうためである。このため、反応管52内の
圧力を所定の圧力に制御するには、半導体ウエハ54の
処理枚数毎にレシピを作成し、反応管52の圧力を制御
しなければならず、熱処理に伴う操作が煩雑になるとい
う問題があった。
【0008】さらに、ウエハボート55に収容する半導
体ウエハ54の処理枚数により反応管52内の圧力が変
動すると、熱処理速度、例えば、半導体ウエハ54に薄
膜を形成する熱処理における成膜レートが変動してしま
い、半導体ウエハ54に所望の熱処理を行うことが困難
であった。
体ウエハ54の処理枚数により反応管52内の圧力が変
動すると、熱処理速度、例えば、半導体ウエハ54に薄
膜を形成する熱処理における成膜レートが変動してしま
い、半導体ウエハ54に所望の熱処理を行うことが困難
であった。
【0009】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、熱処理を行う被処理体の数に拘わらずに、一の
レシピで被処理体の熱処理を行うことができる被処理体
の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置を提供することを
目的とする。また、本発明は、熱処理を行う被処理体の
数に拘わらずに、被処理体の熱処理を容易に行うことが
できる被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置を
提供することを目的とする。
であり、熱処理を行う被処理体の数に拘わらずに、一の
レシピで被処理体の熱処理を行うことができる被処理体
の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置を提供することを
目的とする。また、本発明は、熱処理を行う被処理体の
数に拘わらずに、被処理体の熱処理を容易に行うことが
できる被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第1の観点にかかる被処理体の熱処理方
法は、複数枚の被処理体を保持した被処理体保持具を反
応室に挿入し、該反応室内に被処理体を収容する被処理
体収容工程と、前記反応室内を所定の温度に加熱すると
ともに、該反応室内のガスを排気して、当該反応室内を
所定の圧力に設定する条件設定工程と、前記条件設定工
程により所定の温度及び圧力に設定された反応室内に処
理ガスを供給して、前記被処理体を熱処理する熱処理工
程とを備え、前記条件設定工程は、所定枚数の被処理体
を熱処理した熱処理条件をもとにして、熱処理を行う被
処理体の枚数に応じた熱処理条件を算出し、前記反応室
内を算出された熱処理条件に制御する、ことを特徴とす
る。
め、この発明の第1の観点にかかる被処理体の熱処理方
法は、複数枚の被処理体を保持した被処理体保持具を反
応室に挿入し、該反応室内に被処理体を収容する被処理
体収容工程と、前記反応室内を所定の温度に加熱すると
ともに、該反応室内のガスを排気して、当該反応室内を
所定の圧力に設定する条件設定工程と、前記条件設定工
程により所定の温度及び圧力に設定された反応室内に処
理ガスを供給して、前記被処理体を熱処理する熱処理工
程とを備え、前記条件設定工程は、所定枚数の被処理体
を熱処理した熱処理条件をもとにして、熱処理を行う被
処理体の枚数に応じた熱処理条件を算出し、前記反応室
内を算出された熱処理条件に制御する、ことを特徴とす
る。
【0011】この構成によれば、条件設定工程におい
て、所定枚数の被処理体を熱処理した熱処理条件をもと
にして、熱処理を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条
件が算出され、反応室内が算出された熱処理条件に制御
される。このため、熱処理を行う被処理体の枚数毎に熱
処理条件を予め規定する必要がなくなり、一のレシピで
被処理体の熱処理が行われる。また、被処理体の熱処理
が容易になる。
て、所定枚数の被処理体を熱処理した熱処理条件をもと
にして、熱処理を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条
件が算出され、反応室内が算出された熱処理条件に制御
される。このため、熱処理を行う被処理体の枚数毎に熱
処理条件を予め規定する必要がなくなり、一のレシピで
被処理体の熱処理が行われる。また、被処理体の熱処理
が容易になる。
【0012】前記条件設定工程は、予め設定された、被
処理体の枚数と熱処理条件との関係式から、熱処理を行
う被処理体の枚数に応じた熱処理条件に前記反応室内を
制御することが好ましい。この場合、被処理体の枚数と
熱処理条件との関係式から、熱処理を行う被処理体の枚
数に応じた熱処理条件が算出され、反応室内が算出され
た熱処理条件に制御される。
処理体の枚数と熱処理条件との関係式から、熱処理を行
う被処理体の枚数に応じた熱処理条件に前記反応室内を
制御することが好ましい。この場合、被処理体の枚数と
熱処理条件との関係式から、熱処理を行う被処理体の枚
数に応じた熱処理条件が算出され、反応室内が算出され
た熱処理条件に制御される。
【0013】前記条件設定工程は、例えば、前記被処理
体保持具に保持可能な最大枚数よりも少ない所定の枚数
の被処理体を熱処理する場合に、熱処理を行う被処理体
の枚数に応じた熱処理条件に前記反応室内が制御され
る。
体保持具に保持可能な最大枚数よりも少ない所定の枚数
の被処理体を熱処理する場合に、熱処理を行う被処理体
の枚数に応じた熱処理条件に前記反応室内が制御され
る。
【0014】前記条件設定工程は、例えば、熱処理を行
う被処理体の枚数に応じて、前記反応室内が熱処理圧
力、熱処理速度、及び熱処理時間の少なくとも1つの熱
処理条件に制御される。
う被処理体の枚数に応じて、前記反応室内が熱処理圧
力、熱処理速度、及び熱処理時間の少なくとも1つの熱
処理条件に制御される。
【0015】前記関係式に、2種の異なる枚数で被処理
体を熱処理した熱処理条件から、被処理体の枚数と熱処
理条件との関係を求めた線形方程式を用いることが好ま
しい。この場合、関係式を容易に作成することができ
る。
体を熱処理した熱処理条件から、被処理体の枚数と熱処
理条件との関係を求めた線形方程式を用いることが好ま
しい。この場合、関係式を容易に作成することができ
る。
【0016】この発明の第2の観点にかかるバッチ式熱
処理装置は、所定の温度に設定可能な加熱部を有し、複
数枚の被処理体を保持した被処理体保持具を収容する反
応室と、前記反応室に接続されたガス供給管を有し、該
反応室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記反
応室に接続された排気管を有し、前記反応室内のガスを
前記排気管から排気して、前記反応室内を所定の圧力に
設定可能な排気手段と、前記反応室内を所定の熱処理条
件に制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、所
定枚数の被処理体を熱処理した熱処理条件を記憶し、当
該熱処理条件をもとにして、熱処理を行う被処理体の枚
数に応じた熱処理条件を算出し、前記反応室内を算出さ
れた熱処理条件に制御する、ことを特徴とする。
処理装置は、所定の温度に設定可能な加熱部を有し、複
数枚の被処理体を保持した被処理体保持具を収容する反
応室と、前記反応室に接続されたガス供給管を有し、該
反応室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記反
応室に接続された排気管を有し、前記反応室内のガスを
前記排気管から排気して、前記反応室内を所定の圧力に
設定可能な排気手段と、前記反応室内を所定の熱処理条
件に制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、所
定枚数の被処理体を熱処理した熱処理条件を記憶し、当
該熱処理条件をもとにして、熱処理を行う被処理体の枚
数に応じた熱処理条件を算出し、前記反応室内を算出さ
れた熱処理条件に制御する、ことを特徴とする。
【0017】この構成によれば、制御手段には所定枚数
の被処理体を熱処理した熱処理条件が記憶されている。
制御手段は、記憶した熱処理条件をもとにして、熱処理
を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条件を算出し、反
応室内を算出された熱処理条件に制御する。このため、
熱処理を行う被処理体の枚数毎に熱処理条件を予め規定
する必要がなくなり、一のレシピで被処理体の熱処理が
行われる。また、被処理体の熱処理が容易になる。
の被処理体を熱処理した熱処理条件が記憶されている。
制御手段は、記憶した熱処理条件をもとにして、熱処理
を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条件を算出し、反
応室内を算出された熱処理条件に制御する。このため、
熱処理を行う被処理体の枚数毎に熱処理条件を予め規定
する必要がなくなり、一のレシピで被処理体の熱処理が
行われる。また、被処理体の熱処理が容易になる。
【0018】前記制御手段は、熱処理を行う、被処理体
の枚数と熱処理条件との関係式を記憶し、該関係式から
熱処理を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条件に前記
反応室内を制御することが好ましい。この場合、制御手
段が、被処理体の枚数と熱処理条件との関係式から、熱
処理を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条件を算出
し、反応室内を算出された熱処理条件に制御する。
の枚数と熱処理条件との関係式を記憶し、該関係式から
熱処理を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条件に前記
反応室内を制御することが好ましい。この場合、制御手
段が、被処理体の枚数と熱処理条件との関係式から、熱
処理を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条件を算出
し、反応室内を算出された熱処理条件に制御する。
【0019】前記制御手段は、例えば、前記被処理体保
持具に保持可能な最大枚数よりも少ない所定の枚数の被
処理体を熱処理する場合に、熱処理を行う被処理体の枚
数に応じた熱処理条件に前記反応室内を制御する。
持具に保持可能な最大枚数よりも少ない所定の枚数の被
処理体を熱処理する場合に、熱処理を行う被処理体の枚
数に応じた熱処理条件に前記反応室内を制御する。
【0020】前記熱処理条件としては、例えば、熱処理
圧力、熱処理速度、及び熱処理時間の少なくとも1つで
あることが好ましい。また、前記関係式は、2種の異な
る枚数で被処理体を熱処理した熱処理条件から、被処理
体の枚数と熱処理条件との関係を求めた線形方程式であ
ることが好ましい。この場合、関係式を容易に作成する
ことができる。
圧力、熱処理速度、及び熱処理時間の少なくとも1つで
あることが好ましい。また、前記関係式は、2種の異な
る枚数で被処理体を熱処理した熱処理条件から、被処理
体の枚数と熱処理条件との関係を求めた線形方程式であ
ることが好ましい。この場合、関係式を容易に作成する
ことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置につい
て説明する。本実施の形態では、バッチ式熱処理装置
に、図1に示す縦型のバッチ式熱処理装置を用いた場合
を例に説明する。
る被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置につい
て説明する。本実施の形態では、バッチ式熱処理装置
に、図1に示す縦型のバッチ式熱処理装置を用いた場合
を例に説明する。
【0022】図1に示すように、熱処理装置1は、長手
方向が垂直方向に向けられた略円筒状の反応管2を備え
ている。反応管2は、内管3と、内管3を覆うとともに
内管3と一定の間隔を有するように形成された有天井の
外管4とから構成された二重管構造を有する。内管3及
び外管4は、耐熱材料、例えば、石英により形成されて
いる。
方向が垂直方向に向けられた略円筒状の反応管2を備え
ている。反応管2は、内管3と、内管3を覆うとともに
内管3と一定の間隔を有するように形成された有天井の
外管4とから構成された二重管構造を有する。内管3及
び外管4は、耐熱材料、例えば、石英により形成されて
いる。
【0023】外管4の下方には、筒状に形成されたステ
ンレス鋼(SUS)からなるマニホールド5が配置され
ている。マニホールド5は、外管4の下端と気密に接続
されている。また、内管3は、マニホールド5の内壁か
ら突出すると共に、マニホールド5と一体に形成された
支持リング6に支持されている。
ンレス鋼(SUS)からなるマニホールド5が配置され
ている。マニホールド5は、外管4の下端と気密に接続
されている。また、内管3は、マニホールド5の内壁か
ら突出すると共に、マニホールド5と一体に形成された
支持リング6に支持されている。
【0024】マニホールド5の下方には蓋体7が配置さ
れ、ボートエレベータ8により蓋体7は上下動可能に構
成されている。そして、ボートエレベータ8により蓋体
7が上昇すると、マニホールド5の下方側が閉鎖され
る。
れ、ボートエレベータ8により蓋体7は上下動可能に構
成されている。そして、ボートエレベータ8により蓋体
7が上昇すると、マニホールド5の下方側が閉鎖され
る。
【0025】蓋体7には、例えば、石英からなるウエハ
ボート9が載置されている。ウエハボート9は、被処理
体、例えば、半導体ウエハ10が垂直方向に所定の間隔
をおいて複数枚、例えば、150枚収容可能に構成され
ている。
ボート9が載置されている。ウエハボート9は、被処理
体、例えば、半導体ウエハ10が垂直方向に所定の間隔
をおいて複数枚、例えば、150枚収容可能に構成され
ている。
【0026】反応管2の周囲には、反応管2を取り囲む
ように断熱体11が設けられ、その内壁面には、例えば
抵抗発熱体からなる昇温用ヒータ12が設けられてい
る。
ように断熱体11が設けられ、その内壁面には、例えば
抵抗発熱体からなる昇温用ヒータ12が設けられてい
る。
【0027】マニホールド5の側面には、複数の処理ガ
ス導入管13が挿通されている。なお、図1では処理ガ
ス導入管13を一つだけ描いている。処理ガス導入管1
3は内管3内を臨むように配設されている。例えば、図
1に示すように、支持リング6より下方(内管3の下
方)のマニホールド5の側面から処理ガス導入管13が
挿通されている。そして、処理ガス導入管13から処理
ガスが半導体ウエハ10に導入される。
ス導入管13が挿通されている。なお、図1では処理ガ
ス導入管13を一つだけ描いている。処理ガス導入管1
3は内管3内を臨むように配設されている。例えば、図
1に示すように、支持リング6より下方(内管3の下
方)のマニホールド5の側面から処理ガス導入管13が
挿通されている。そして、処理ガス導入管13から処理
ガスが半導体ウエハ10に導入される。
【0028】マニホールド5の側面には排出口14が設
けられている。排出口14は支持リング6より上方に設
けられており、反応管2内の内管3と外管4との間に形
成された空間に連通する。そして、処理ガスが処理ガス
導入管13から内管3内に供給され、半導体ウエハ10
の熱処理が行われ、熱処理によって発生した排ガス等が
内管3と外管4との間の空間を通って排出口14に排出
される。また、マニホールド5側面の排出口14の下方
には、パージガスとしての窒素ガスを供給するパージガ
ス供給管15が挿通されている。
けられている。排出口14は支持リング6より上方に設
けられており、反応管2内の内管3と外管4との間に形
成された空間に連通する。そして、処理ガスが処理ガス
導入管13から内管3内に供給され、半導体ウエハ10
の熱処理が行われ、熱処理によって発生した排ガス等が
内管3と外管4との間の空間を通って排出口14に排出
される。また、マニホールド5側面の排出口14の下方
には、パージガスとしての窒素ガスを供給するパージガ
ス供給管15が挿通されている。
【0029】排出口14には排気管16が気密に接続さ
れている。排気管16の排出口14近傍には、圧力セン
サ17が配置されている。圧力センサ17は、反応管2
内の圧力を測定するセンサであり、その先端が排出口1
4近傍の排気管16内に位置するように配置されてい
る。
れている。排気管16の排出口14近傍には、圧力セン
サ17が配置されている。圧力センサ17は、反応管2
内の圧力を測定するセンサであり、その先端が排出口1
4近傍の排気管16内に位置するように配置されてい
る。
【0030】また、排気管16には、その上流側から、
バルブ18と、真空ポンプ19とが介設されている。バ
ルブ18は、排気管16の開度を調整して、反応管2内
の圧力を所定の圧力に制御する。真空ポンプ19は、排
気管16を介して反応管2内のガスを排気するととも
に、反応管2内の圧力を調整する。
バルブ18と、真空ポンプ19とが介設されている。バ
ルブ18は、排気管16の開度を調整して、反応管2内
の圧力を所定の圧力に制御する。真空ポンプ19は、排
気管16を介して反応管2内のガスを排気するととも
に、反応管2内の圧力を調整する。
【0031】ボートエレベータ8、昇温用ヒータ12、
処理ガス導入管13、パージガス供給管15、圧力セン
サ17、バルブ18、真空ポンプ19には、制御部20
が接続されている。図2に制御部20の電気的構成をブ
ロック図で示す。
処理ガス導入管13、パージガス供給管15、圧力セン
サ17、バルブ18、真空ポンプ19には、制御部20
が接続されている。図2に制御部20の電気的構成をブ
ロック図で示す。
【0032】図2に示すように、制御部20は、CPU
21と、メモリ22と、入出力インターフェース23
と、補助記憶装置24とを備えている。CPU21はメ
モリ22に記憶されたレシピに定義されている操作を実
行することにより、本発明の熱処理を実行する。このレ
シピは、フレキシブルディスク、CD−ROM等の携帯
型記録媒体に格納され、携帯型記録媒体から補助記憶装
置24に転送され、熱処理実行時にはメモリ22に記憶
される。
21と、メモリ22と、入出力インターフェース23
と、補助記憶装置24とを備えている。CPU21はメ
モリ22に記憶されたレシピに定義されている操作を実
行することにより、本発明の熱処理を実行する。このレ
シピは、フレキシブルディスク、CD−ROM等の携帯
型記録媒体に格納され、携帯型記録媒体から補助記憶装
置24に転送され、熱処理実行時にはメモリ22に記憶
される。
【0033】入出力インターフェース23は、熱処理装
置1の各部に設けられたセンサ、例えば、温度センサ、
圧力センサ17等に接続されている。そして、CPU2
1は、各センサにより熱処理装置1の各部の温度、圧力
等を測定させ、入出力インターフェース23を介して測
定データを取り込む。
置1の各部に設けられたセンサ、例えば、温度センサ、
圧力センサ17等に接続されている。そして、CPU2
1は、各センサにより熱処理装置1の各部の温度、圧力
等を測定させ、入出力インターフェース23を介して測
定データを取り込む。
【0034】補助記憶装置24は、例えば、ハードディ
スクメモリから構成され、熱処理条件を設定したレシピ
が記憶されている。このレシピは、CPU21によりメ
モリ22に転送される。そして、CPU21は、各部の
センサにより測定された熱処理装置1の各部の温度、圧
力等の測定データとレシピとに基づいて、熱処理装置1
の各部に制御信号等を出力して、熱処理装置1の温度、
熱処理時間、反応管2内の圧力、例えば、バルブ18、
真空ポンプ19等を制御する。
スクメモリから構成され、熱処理条件を設定したレシピ
が記憶されている。このレシピは、CPU21によりメ
モリ22に転送される。そして、CPU21は、各部の
センサにより測定された熱処理装置1の各部の温度、圧
力等の測定データとレシピとに基づいて、熱処理装置1
の各部に制御信号等を出力して、熱処理装置1の温度、
熱処理時間、反応管2内の圧力、例えば、バルブ18、
真空ポンプ19等を制御する。
【0035】また、補助記憶装置24には、熱処理を行
う半導体ウエハ10の枚数と、熱処理条件、例えば、反
応管2内の圧力、熱処理速度、熱処理時間との関係式が
記憶されている。この関係式は、半導体ウエハ10の枚
数が異なる複数の熱処理における熱処理条件をもとにし
て作成され、レシピとともにCPU21によりメモリ2
2に転送される。そして、CPU21は、この関係式か
ら、ウエハボート9に収容される半導体ウエハ10の枚
数に応じた熱処理条件を算出し、反応管2内を算出され
た熱処理条件に制御する。
う半導体ウエハ10の枚数と、熱処理条件、例えば、反
応管2内の圧力、熱処理速度、熱処理時間との関係式が
記憶されている。この関係式は、半導体ウエハ10の枚
数が異なる複数の熱処理における熱処理条件をもとにし
て作成され、レシピとともにCPU21によりメモリ2
2に転送される。そして、CPU21は、この関係式か
ら、ウエハボート9に収容される半導体ウエハ10の枚
数に応じた熱処理条件を算出し、反応管2内を算出され
た熱処理条件に制御する。
【0036】図3に熱処理を行う半導体ウエハ10の枚
数と熱処理条件との関係式の一例として、半導体ウエハ
10の枚数と反応管2内の圧力との関係式をグラフに示
す。この関係式は、半導体ウエハ10の枚数が異なる複
数の熱処理における反応管2内の圧力をもとにして作成
されている。関係式の作成に用いられる半導体ウエハ1
0の枚数は大きく異なっていることが好ましく、本例で
は、ウエハボート9の最大収容枚数である150枚と、
ウエハボート9の最小収容枚数である25枚とが用いら
れている。以下、この関係式の作成手順について説明す
る。
数と熱処理条件との関係式の一例として、半導体ウエハ
10の枚数と反応管2内の圧力との関係式をグラフに示
す。この関係式は、半導体ウエハ10の枚数が異なる複
数の熱処理における反応管2内の圧力をもとにして作成
されている。関係式の作成に用いられる半導体ウエハ1
0の枚数は大きく異なっていることが好ましく、本例で
は、ウエハボート9の最大収容枚数である150枚と、
ウエハボート9の最小収容枚数である25枚とが用いら
れている。以下、この関係式の作成手順について説明す
る。
【0037】まず、ウエハボート9に150枚の半導体
ウエハ10を収容し、収容された半導体ウエハ10を熱
処理して最適な反応管2内の圧力を求める。次に、ウエ
ハボート9に25枚の半導体ウエハ10を収容し、例え
ば、薄膜を形成する場合には同一の膜厚が得られるよう
に、収容された半導体ウエハ10が同一の熱処理となる
反応管2内の圧力を求める。続いて、両者の半導体ウエ
ハ10の枚数と、これらの枚数での反応管2内の圧力か
ら、半導体ウエハ10の枚数(X)と反応管2内の圧力
(Y)との関係式、例えば、線形方程式(Y=aX+
b)を作成する。
ウエハ10を収容し、収容された半導体ウエハ10を熱
処理して最適な反応管2内の圧力を求める。次に、ウエ
ハボート9に25枚の半導体ウエハ10を収容し、例え
ば、薄膜を形成する場合には同一の膜厚が得られるよう
に、収容された半導体ウエハ10が同一の熱処理となる
反応管2内の圧力を求める。続いて、両者の半導体ウエ
ハ10の枚数と、これらの枚数での反応管2内の圧力か
ら、半導体ウエハ10の枚数(X)と反応管2内の圧力
(Y)との関係式、例えば、線形方程式(Y=aX+
b)を作成する。
【0038】例えば、半導体ウエハ10が150枚での
反応管2内の圧力が57.2Pa(0.43Tor
r)、半導体ウエハ10が25枚での反応管2内の圧力
が53.4Pa(0.40Torr)である場合、これ
らの値を線形方程式に代入すると、 57.2=150a+b 53.4=25a+b となる。この二式からa及びbを求めると、a=0.0
304、b=52.64となり、半導体ウエハ10の枚
数と反応管2内の圧力との関係式は、 Y=0.0304X+52.64 となる。
反応管2内の圧力が57.2Pa(0.43Tor
r)、半導体ウエハ10が25枚での反応管2内の圧力
が53.4Pa(0.40Torr)である場合、これ
らの値を線形方程式に代入すると、 57.2=150a+b 53.4=25a+b となる。この二式からa及びbを求めると、a=0.0
304、b=52.64となり、半導体ウエハ10の枚
数と反応管2内の圧力との関係式は、 Y=0.0304X+52.64 となる。
【0039】このように、反応管2内を圧力制御するの
は、ウエハボート9に収容される半導体ウエハ10の処
理枚数の違いにより、反応管2内の圧力が変化するため
である。これは、反応管2内の半導体ウエハ10を有す
るところでは、反応管2内のコンダクタンスが低くな
り、反応管2内の圧力が減少するが、半導体ウエハ10
を有しないところでは、反応管2内のコンダクタンスが
低くならず、反応管2内の圧力が減少しにくくなるため
である。このため、ウエハボート9に収容される半導体
ウエハ10の処理枚数の違いに拘わらず、一のレシピで
同一の熱処理が行われるように、半導体ウエハ10の枚
数と反応管2内の圧力との関係式が記憶され、制御部2
0(CPU21)により反応管2内が関係式に適合した
圧力に制御される。
は、ウエハボート9に収容される半導体ウエハ10の処
理枚数の違いにより、反応管2内の圧力が変化するため
である。これは、反応管2内の半導体ウエハ10を有す
るところでは、反応管2内のコンダクタンスが低くな
り、反応管2内の圧力が減少するが、半導体ウエハ10
を有しないところでは、反応管2内のコンダクタンスが
低くならず、反応管2内の圧力が減少しにくくなるため
である。このため、ウエハボート9に収容される半導体
ウエハ10の処理枚数の違いに拘わらず、一のレシピで
同一の熱処理が行われるように、半導体ウエハ10の枚
数と反応管2内の圧力との関係式が記憶され、制御部2
0(CPU21)により反応管2内が関係式に適合した
圧力に制御される。
【0040】次に、以上のように構成された熱処理装置
1を用いた被処理体の熱処理方法について、半導体ウエ
ハ10にシリコン窒化膜を形成する場合を例に、図4に
示すレシピ(タイムシーケンス)を参照して説明する。
本例では、ウエハボート9に50枚の半導体ウエハ10
が収容された場合に、ウエハボート9に半導体ウエハ1
0が満載(150枚の半導体ウエハ10が収容)された
場合と同様のシリコン窒化膜の膜厚が得られる半導体ウ
エハ10の熱処理方法(反応管2内の圧力制御)につい
て説明する。なお、以下の説明において、熱処理装置1
を構成する各部の動作は、制御部20(CPU21)に
よりコントロールされている。
1を用いた被処理体の熱処理方法について、半導体ウエ
ハ10にシリコン窒化膜を形成する場合を例に、図4に
示すレシピ(タイムシーケンス)を参照して説明する。
本例では、ウエハボート9に50枚の半導体ウエハ10
が収容された場合に、ウエハボート9に半導体ウエハ1
0が満載(150枚の半導体ウエハ10が収容)された
場合と同様のシリコン窒化膜の膜厚が得られる半導体ウ
エハ10の熱処理方法(反応管2内の圧力制御)につい
て説明する。なお、以下の説明において、熱処理装置1
を構成する各部の動作は、制御部20(CPU21)に
よりコントロールされている。
【0041】まず、ボートエレベータ8により蓋体7が
下げられた状態で、満載時(150枚)よりも少ない枚
数、例えば、50枚の半導体ウエハ10が収容されたウ
エハボート9を蓋体7上に載置する。なお、50枚の半
導体ウエハ10は、ウエハボート9の下側(図1の下方
向)に寄せ、この上に複数枚のダミーウエハを収容し
た。また、熱的に不均一になりやすい、ウエハボート9
の上端及び下端には複数枚のサイドウエハを収容し、半
導体ウエハ10の温度補償を行った。
下げられた状態で、満載時(150枚)よりも少ない枚
数、例えば、50枚の半導体ウエハ10が収容されたウ
エハボート9を蓋体7上に載置する。なお、50枚の半
導体ウエハ10は、ウエハボート9の下側(図1の下方
向)に寄せ、この上に複数枚のダミーウエハを収容し
た。また、熱的に不均一になりやすい、ウエハボート9
の上端及び下端には複数枚のサイドウエハを収容し、半
導体ウエハ10の温度補償を行った。
【0042】次に、パージガス供給管15から反応管2
内に所定量の窒素ガスを供給し、ボートエレベータ8に
より蓋体7を上昇させて、ウエハボート9(半導体ウエ
ハ10)を反応管2内に収容する。これにより、半導体
ウエハ10が反応管2内に収容されるとともに反応管2
が密閉され、半導体ウエハ10が反応管2内にロードさ
れる(ロード工程)。
内に所定量の窒素ガスを供給し、ボートエレベータ8に
より蓋体7を上昇させて、ウエハボート9(半導体ウエ
ハ10)を反応管2内に収容する。これにより、半導体
ウエハ10が反応管2内に収容されるとともに反応管2
が密閉され、半導体ウエハ10が反応管2内にロードさ
れる(ロード工程)。
【0043】反応管2を密閉した後、昇温用ヒータ12
により、反応管2内を所定の温度、例えば、760℃に
加熱する。また、反応管2内のガスを排出し、減圧を開
始する。具体的には、パージガス供給管15から反応管
2内に所定量の窒素ガスを供給するとともに、バルブ1
8の開度を制御しつつ、真空ポンプ19を駆動させて、
反応管2内のガスを排出する。反応管2内のガスの排出
は、反応管2内の圧力が常圧から所定の圧力になるまで
行う。ここで、半導体ウエハ10の枚数と反応管2内の
圧力との関係式から、50枚の半導体ウエハ10が収容
された場合の反応管2内の圧力が算出される。反応管2
内の圧力は、0.0304×50+52.64=54.
16Pa(0.41Torr)に制御される。そして、
反応管2内が所定の圧力及び温度で安定するまで、この
減圧操作及び加熱操作を行う(安定化工程)。
により、反応管2内を所定の温度、例えば、760℃に
加熱する。また、反応管2内のガスを排出し、減圧を開
始する。具体的には、パージガス供給管15から反応管
2内に所定量の窒素ガスを供給するとともに、バルブ1
8の開度を制御しつつ、真空ポンプ19を駆動させて、
反応管2内のガスを排出する。反応管2内のガスの排出
は、反応管2内の圧力が常圧から所定の圧力になるまで
行う。ここで、半導体ウエハ10の枚数と反応管2内の
圧力との関係式から、50枚の半導体ウエハ10が収容
された場合の反応管2内の圧力が算出される。反応管2
内の圧力は、0.0304×50+52.64=54.
16Pa(0.41Torr)に制御される。そして、
反応管2内が所定の圧力及び温度で安定するまで、この
減圧操作及び加熱操作を行う(安定化工程)。
【0044】反応管2内が所定の圧力及び温度で安定す
ると、パージガス供給管15からの窒素ガスの供給を停
止する。そして、処理ガス導入管13から処理ガスとし
てのSiH2Cl2ガスを所定量、例えば、0.1リッ
トル/min、NH3ガスを所定量、例えば、1リット
ル/min、不活性ガスとしてのN2ガスを所定量、例
えば、0.05リットル/min供給する。
ると、パージガス供給管15からの窒素ガスの供給を停
止する。そして、処理ガス導入管13から処理ガスとし
てのSiH2Cl2ガスを所定量、例えば、0.1リッ
トル/min、NH3ガスを所定量、例えば、1リット
ル/min、不活性ガスとしてのN2ガスを所定量、例
えば、0.05リットル/min供給する。
【0045】反応管2内では化学式1に示す反応が起こ
り、半導体ウエハ10の表面にシリコン窒化膜(Si3
N4膜)が形成される(熱処理工程)。
り、半導体ウエハ10の表面にシリコン窒化膜(Si3
N4膜)が形成される(熱処理工程)。
【化1】10NH3+3SiH2Cl2→Si3N4+
6NH4Cl+6H2
6NH4Cl+6H2
【0046】半導体ウエハ10上に所定厚のシリコン窒
化膜が形成されると、処理ガス導入管13からのSiH
2Cl2ガス、NH3ガス、N2ガスの供給を停止す
る。そして、バルブ18の開度を制御しつつ、真空ポン
プ19を駆動させて、反応管2内のガスを排出し、パー
ジガス供給管15から所定量の窒素ガスを供給して、反
応管2内のガスを排気管16に排出する(パージ工
程)。なお、反応管2内のガスを確実に排出するため
に、反応管2内のガスの排出及び窒素ガスの供給を複数
回繰り返すことが好ましい。
化膜が形成されると、処理ガス導入管13からのSiH
2Cl2ガス、NH3ガス、N2ガスの供給を停止す
る。そして、バルブ18の開度を制御しつつ、真空ポン
プ19を駆動させて、反応管2内のガスを排出し、パー
ジガス供給管15から所定量の窒素ガスを供給して、反
応管2内のガスを排気管16に排出する(パージ工
程)。なお、反応管2内のガスを確実に排出するため
に、反応管2内のガスの排出及び窒素ガスの供給を複数
回繰り返すことが好ましい。
【0047】最後に、パージガス供給管15から所定量
の窒素ガスを供給して、反応管2内を常圧に戻し、ウエ
ハボート9(半導体ウエハ10)を反応管2からアンロ
ードする(アンロード工程)。
の窒素ガスを供給して、反応管2内を常圧に戻し、ウエ
ハボート9(半導体ウエハ10)を反応管2からアンロ
ードする(アンロード工程)。
【0048】以上のように形成されたウエハボート9に
半導体ウエハ10を50枚を収容した場合の反応管2内
の圧力及びシリコン窒化膜の膜厚を図5に示す。また、
本発明の効果を確認するため、ウエハボート9に半導体
ウエハ10を100枚収容し、半導体ウエハ10の枚数
と反応管2内の圧力との関係式に適合した反応管2内の
圧力(55.68Pa)に制御した場合についても、同
様に半導体ウエハ10上にシリコン窒化膜を形成した。
この場合の反応管2内の圧力及びシリコン窒化膜の膜厚
を図5に示す。さらに、半導体ウエハ10の枚数と反応
管2内の圧力との関係式の作成に用いたウエハボート9
に150枚、25枚の半導体ウエハ10を収容した場合
の反応管2内の圧力及びシリコン窒化膜の膜厚も図5に
示す。
半導体ウエハ10を50枚を収容した場合の反応管2内
の圧力及びシリコン窒化膜の膜厚を図5に示す。また、
本発明の効果を確認するため、ウエハボート9に半導体
ウエハ10を100枚収容し、半導体ウエハ10の枚数
と反応管2内の圧力との関係式に適合した反応管2内の
圧力(55.68Pa)に制御した場合についても、同
様に半導体ウエハ10上にシリコン窒化膜を形成した。
この場合の反応管2内の圧力及びシリコン窒化膜の膜厚
を図5に示す。さらに、半導体ウエハ10の枚数と反応
管2内の圧力との関係式の作成に用いたウエハボート9
に150枚、25枚の半導体ウエハ10を収容した場合
の反応管2内の圧力及びシリコン窒化膜の膜厚も図5に
示す。
【0049】図5に示すように、半導体ウエハ10の枚
数に拘わらず、半導体ウエハ10上に形成されるシリコ
ン窒化膜の膜厚はほぼ同一であり、反応管2内の圧力
を、半導体ウエハ10の枚数と反応管2内の圧力との関
係式に適合した圧力に制御することにより、シリコン窒
化膜の膜厚をほぼ同一にすることができることが確認で
きた。このため、制御部20内に半導体ウエハ10の枚
数と反応管2内の圧力との関係式を記憶させ、反応管2
内の圧力をこの関係式に適合した圧力に制御することに
より、半導体ウエハ10の枚数に拘わらずに、一のレシ
ピで半導体ウエハ10上に所望の厚さのシリコン窒化膜
を形成することができる。従って、半導体ウエハ10の
枚数に拘わらずに、半導体ウエハ10上に所望の厚さの
シリコン窒化膜を容易に形成することができる。
数に拘わらず、半導体ウエハ10上に形成されるシリコ
ン窒化膜の膜厚はほぼ同一であり、反応管2内の圧力
を、半導体ウエハ10の枚数と反応管2内の圧力との関
係式に適合した圧力に制御することにより、シリコン窒
化膜の膜厚をほぼ同一にすることができることが確認で
きた。このため、制御部20内に半導体ウエハ10の枚
数と反応管2内の圧力との関係式を記憶させ、反応管2
内の圧力をこの関係式に適合した圧力に制御することに
より、半導体ウエハ10の枚数に拘わらずに、一のレシ
ピで半導体ウエハ10上に所望の厚さのシリコン窒化膜
を形成することができる。従って、半導体ウエハ10の
枚数に拘わらずに、半導体ウエハ10上に所望の厚さの
シリコン窒化膜を容易に形成することができる。
【0050】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、制御部20内に半導体ウエハ10の枚数と反応管2
内の圧力との関係式を記憶させ、反応管2内の圧力をこ
の関係式に適合した圧力に制御しているので、半導体ウ
エハ10の枚数に拘わらずに、一のレシピで半導体ウエ
ハ10上に所望の厚さのシリコン窒化膜を形成すること
ができる。
ば、制御部20内に半導体ウエハ10の枚数と反応管2
内の圧力との関係式を記憶させ、反応管2内の圧力をこ
の関係式に適合した圧力に制御しているので、半導体ウ
エハ10の枚数に拘わらずに、一のレシピで半導体ウエ
ハ10上に所望の厚さのシリコン窒化膜を形成すること
ができる。
【0051】本実施の形態によれば、反応管2内の圧力
を、半導体ウエハ10の枚数と反応管2内の圧力との関
係式に適合した圧力に制御しているので、半導体ウエハ
10上に所望の厚さのシリコン窒化膜を容易に形成する
ことができる。
を、半導体ウエハ10の枚数と反応管2内の圧力との関
係式に適合した圧力に制御しているので、半導体ウエハ
10上に所望の厚さのシリコン窒化膜を容易に形成する
ことができる。
【0052】本実施の形態によれば、半導体ウエハ10
の枚数と反応管2内の圧力との関係式は、半導体ウエハ
10の枚数が異なる2つの熱処理における反応管2内の
圧力をもとにして作成されているので、容易に関係式を
作成することができる。さらに、関係式の作成に用いら
れる半導体ウエハ10の枚数が大きく異なっている(1
50枚と25枚)ので、関係式の信頼性を向上させるこ
とができる。
の枚数と反応管2内の圧力との関係式は、半導体ウエハ
10の枚数が異なる2つの熱処理における反応管2内の
圧力をもとにして作成されているので、容易に関係式を
作成することができる。さらに、関係式の作成に用いら
れる半導体ウエハ10の枚数が大きく異なっている(1
50枚と25枚)ので、関係式の信頼性を向上させるこ
とができる。
【0053】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば、以下の場合であってもよい。
るものではなく、例えば、以下の場合であってもよい。
【0054】本実施の形態では、半導体ウエハ10の枚
数と反応管2内の圧力との関係式を例に本発明を説明し
たが、半導体ウエハ10の枚数と所定の熱処理条件との
関係式であればよく、例えば、半導体ウエハ10の枚数
と熱処理時間(成膜時間)との関係式であってもよい。
図6に半導体ウエハ10の枚数と、この枚数での成膜時
間との関係式を示す。この関係式は、半導体ウエハ10
の枚数と反応管2内の圧力との関係式と同様に、150
枚の半導体ウエハ10に所定厚のシリコン窒化膜を形成
する成膜時間と、25枚の半導体ウエハ10に同一厚の
シリコン窒化膜が得られるような成膜時間とを求め、両
者の結果から線形方程式(Y=aX+b)が作成され
る。半導体ウエハ10が150枚での成膜時間が64.
42分(約64分25秒)、半導体ウエハ10が25枚
での成膜時間が67.3分(67分18秒)であり、半
導体ウエハ10の枚数と成膜時間との関係式は、Y=−
0.023X+67.87となる。このため、例えば、
半導体ウエハ10が50枚の場合、成膜時間を66.7
2分(約66分43秒)とすることにより、半導体ウエ
ハ10上に同一厚のシリコン窒化膜を形成することがで
きる。このような関係式を制御部20内に記憶させ、成
膜時間をこの関係式に適合した時間に制御することによ
り、半導体ウエハ10の枚数に拘わらずに、一のレシピ
で半導体ウエハ10上に所望の厚さのシリコン窒化膜を
形成することができる。また、半導体ウエハ10上に所
望の厚さのシリコン窒化膜を容易に形成することができ
る。
数と反応管2内の圧力との関係式を例に本発明を説明し
たが、半導体ウエハ10の枚数と所定の熱処理条件との
関係式であればよく、例えば、半導体ウエハ10の枚数
と熱処理時間(成膜時間)との関係式であってもよい。
図6に半導体ウエハ10の枚数と、この枚数での成膜時
間との関係式を示す。この関係式は、半導体ウエハ10
の枚数と反応管2内の圧力との関係式と同様に、150
枚の半導体ウエハ10に所定厚のシリコン窒化膜を形成
する成膜時間と、25枚の半導体ウエハ10に同一厚の
シリコン窒化膜が得られるような成膜時間とを求め、両
者の結果から線形方程式(Y=aX+b)が作成され
る。半導体ウエハ10が150枚での成膜時間が64.
42分(約64分25秒)、半導体ウエハ10が25枚
での成膜時間が67.3分(67分18秒)であり、半
導体ウエハ10の枚数と成膜時間との関係式は、Y=−
0.023X+67.87となる。このため、例えば、
半導体ウエハ10が50枚の場合、成膜時間を66.7
2分(約66分43秒)とすることにより、半導体ウエ
ハ10上に同一厚のシリコン窒化膜を形成することがで
きる。このような関係式を制御部20内に記憶させ、成
膜時間をこの関係式に適合した時間に制御することによ
り、半導体ウエハ10の枚数に拘わらずに、一のレシピ
で半導体ウエハ10上に所望の厚さのシリコン窒化膜を
形成することができる。また、半導体ウエハ10上に所
望の厚さのシリコン窒化膜を容易に形成することができ
る。
【0055】さらに、図7に示すように、半導体ウエハ
10の枚数と熱処理速度(成膜レート)との関係式であ
ってもよい。この関係式も半導体ウエハ10の枚数と反
応管2内の圧力との関係式と同様に、150枚の半導体
ウエハ10に所定厚のシリコン窒化膜を形成する成膜レ
ートと、25枚の半導体ウエハ10に同一厚のシリコン
窒化膜が得られるような成膜レートとを求め、両者の結
果から線形方程式(Y=aX+b)が作成される。半導
体ウエハ10が150枚での成膜レートが2.33nm
/min、半導体ウエハ10が25枚での成膜レートが
2.23nm/min、であり、半導体ウエハ10の枚
数と成膜レートとの関係式は、Y=0.0008X+
2.21となる。このため、例えば、半導体ウエハ10
が50枚の場合、成膜レートを2.25nm/minと
することにより、半導体ウエハ10上に同一厚のシリコ
ン窒化膜を形成することができる。このような関係式を
制御部20内に記憶させ、成膜レートをこの関係式に適
合した速度に制御することにより、半導体ウエハ10の
枚数に拘わらずに、一のレシピで半導体ウエハ10上に
所望の厚さのシリコン窒化膜を形成することができる。
また、半導体ウエハ10上に所望の厚さのシリコン窒化
膜を容易に形成することができる。
10の枚数と熱処理速度(成膜レート)との関係式であ
ってもよい。この関係式も半導体ウエハ10の枚数と反
応管2内の圧力との関係式と同様に、150枚の半導体
ウエハ10に所定厚のシリコン窒化膜を形成する成膜レ
ートと、25枚の半導体ウエハ10に同一厚のシリコン
窒化膜が得られるような成膜レートとを求め、両者の結
果から線形方程式(Y=aX+b)が作成される。半導
体ウエハ10が150枚での成膜レートが2.33nm
/min、半導体ウエハ10が25枚での成膜レートが
2.23nm/min、であり、半導体ウエハ10の枚
数と成膜レートとの関係式は、Y=0.0008X+
2.21となる。このため、例えば、半導体ウエハ10
が50枚の場合、成膜レートを2.25nm/minと
することにより、半導体ウエハ10上に同一厚のシリコ
ン窒化膜を形成することができる。このような関係式を
制御部20内に記憶させ、成膜レートをこの関係式に適
合した速度に制御することにより、半導体ウエハ10の
枚数に拘わらずに、一のレシピで半導体ウエハ10上に
所望の厚さのシリコン窒化膜を形成することができる。
また、半導体ウエハ10上に所望の厚さのシリコン窒化
膜を容易に形成することができる。
【0056】また、本発明は、これらの関係式が単独で
用いられる場合に限定されるものではなく、例えば、半
導体ウエハ10の枚数と反応管2内の圧力との関係式、
及び半導体ウエハ10の枚数と成膜時間との関係式を用
いるように、これらを併用してもよい。
用いられる場合に限定されるものではなく、例えば、半
導体ウエハ10の枚数と反応管2内の圧力との関係式、
及び半導体ウエハ10の枚数と成膜時間との関係式を用
いるように、これらを併用してもよい。
【0057】本実施の形態では、半導体ウエハ10の枚
数と反応管2内の圧力との関係式を、2種の異なる枚数
で半導体ウエハ10を熱処理した反応管2内の圧力をも
とにして作成した場合を例に本発明を説明したが、例え
ば、図8に示すように、半導体ウエハ10が25枚、5
0枚、75枚、100枚、125枚、150枚での反応
管2内の圧力をもとにした近似直線により、半導体ウエ
ハ10の枚数と反応管2内の圧力との関係式を作成して
もよい。この場合、関係式の信頼性を向上させることが
できる。また、この関係式は、一の線形方程式に限定さ
れるものではなく、例えば、半導体ウエハ10が50枚
未満と、50枚以上との2つの線形方程式から作成して
もよい。
数と反応管2内の圧力との関係式を、2種の異なる枚数
で半導体ウエハ10を熱処理した反応管2内の圧力をも
とにして作成した場合を例に本発明を説明したが、例え
ば、図8に示すように、半導体ウエハ10が25枚、5
0枚、75枚、100枚、125枚、150枚での反応
管2内の圧力をもとにした近似直線により、半導体ウエ
ハ10の枚数と反応管2内の圧力との関係式を作成して
もよい。この場合、関係式の信頼性を向上させることが
できる。また、この関係式は、一の線形方程式に限定さ
れるものではなく、例えば、半導体ウエハ10が50枚
未満と、50枚以上との2つの線形方程式から作成して
もよい。
【0058】本実施の形態では、半導体ウエハ10の枚
数と反応管2内の圧力とを線形方程式からなる関係式に
より規定した場合を例に本発明を説明したが、例えば、
各半導体ウエハ10の枚数における反応管2内の圧力を
規定したデータベースを用いてもよい。
数と反応管2内の圧力とを線形方程式からなる関係式に
より規定した場合を例に本発明を説明したが、例えば、
各半導体ウエハ10の枚数における反応管2内の圧力を
規定したデータベースを用いてもよい。
【0059】本実施の形態では、半導体ウエハ10にシ
リコン窒化膜を形成する場合を例に本発明を説明した
が、本発明は、酸化処理、拡散処理等、各種の熱処理に
適用することができる。また、本実施の形態では、バッ
チ式熱処理装置について、反応管2が内管3と外管4と
から構成された二重管構造のバッチ式縦型熱処理装置の
場合を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、内管3を有しない単管構造
のバッチ式熱処理装置に適用することも可能である。さ
らに、被処理体は半導体ウエハ10に限定されるもので
はなく、例えばLCD用のガラス基板等にも適用するこ
とができる。
リコン窒化膜を形成する場合を例に本発明を説明した
が、本発明は、酸化処理、拡散処理等、各種の熱処理に
適用することができる。また、本実施の形態では、バッ
チ式熱処理装置について、反応管2が内管3と外管4と
から構成された二重管構造のバッチ式縦型熱処理装置の
場合を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、内管3を有しない単管構造
のバッチ式熱処理装置に適用することも可能である。さ
らに、被処理体は半導体ウエハ10に限定されるもので
はなく、例えばLCD用のガラス基板等にも適用するこ
とができる。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱処理を行う被処理体の数に拘わらずに、一のレシピで
被処理体の熱処理を行うことができる。また、熱処理を
行う被処理体の数に拘わらずに、被処理体の熱処理を容
易に行うことができる。
熱処理を行う被処理体の数に拘わらずに、一のレシピで
被処理体の熱処理を行うことができる。また、熱処理を
行う被処理体の数に拘わらずに、被処理体の熱処理を容
易に行うことができる。
【図1】本発明の実施の形態の熱処理装置の概略図であ
る。
る。
【図2】本発明の実施の形態の制御部の電気的構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態の半導体ウエハの枚数と反
応管内の圧力との関係式を示したグラフである。
応管内の圧力との関係式を示したグラフである。
【図4】本発明の実施の形態のシリコン窒化膜の形成方
法を説明するためのレシピを示した図である。
法を説明するためのレシピを示した図である。
【図5】半導体ウエハの所定枚数での反応管内の圧力と
シリコン窒化膜の膜厚とを示した表である。
シリコン窒化膜の膜厚とを示した表である。
【図6】他の発明の実施の形態の半導体ウエハの枚数と
成膜時間との関係式を示したグラフである。
成膜時間との関係式を示したグラフである。
【図7】他の発明の実施の形態の半導体ウエハの枚数と
成膜レートとの関係式を示したグラフである。
成膜レートとの関係式を示したグラフである。
【図8】他の発明の実施の形態の半導体ウエハの枚数と
反応管内の圧力との関係式を示したグラフである。
反応管内の圧力との関係式を示したグラフである。
【図9】従来の熱処理装置の概略図である。
1 熱処理装置 2 反応管 3 内管 4 外管 9 ウエハボート 10 半導体ウエハ 12 昇温用ヒータ 13 処理ガス導入管 14 排出口 16 排気管 18 バルブ 19 真空ポンプ 20 制御部 21 CPU
Claims (10)
- 【請求項1】複数枚の被処理体を保持した被処理体保持
具を反応室に挿入し、該反応室内に被処理体を収容する
被処理体収容工程と、 前記反応室内を所定の温度に加熱するとともに、該反応
室内のガスを排気して、当該反応室内を所定の圧力に設
定する条件設定工程と、 前記条件設定工程により所定の温度及び圧力に設定され
た反応室内に処理ガスを供給して、前記被処理体を熱処
理する熱処理工程とを備え、 前記条件設定工程は、所定枚数の被処理体を熱処理した
熱処理条件をもとにして、熱処理を行う被処理体の枚数
に応じた熱処理条件を算出し、前記反応室内を算出され
た熱処理条件に制御する、ことを特徴とする被処理体の
熱処理方法。 - 【請求項2】前記条件設定工程は、予め設定された、被
処理体の枚数と熱処理条件との関係式から、熱処理を行
う被処理体の枚数に応じた熱処理条件に前記反応室内を
制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の被処理体
の熱処理方法。 - 【請求項3】前記条件設定工程は、前記被処理体保持具
に保持可能な最大枚数よりも少ない所定の枚数の被処理
体を熱処理する場合に、熱処理を行う被処理体の枚数に
応じた熱処理条件に前記反応室内を制御する、ことを特
徴とする請求項1または2に記載の被処理体の熱処理方
法。 - 【請求項4】前記条件設定工程は、熱処理を行う被処理
体の枚数に応じて、前記反応室内を熱処理圧力、熱処理
速度、及び熱処理時間の少なくとも1つの熱処理条件に
制御する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
1項に記載の被処理体の熱処理方法。 - 【請求項5】前記関係式に、2種の異なる枚数で被処理
体を熱処理した熱処理条件から、被処理体の枚数と熱処
理条件との関係を求めた線形方程式を用いる、ことを特
徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の被処理
体の熱処理方法。 - 【請求項6】所定の温度に設定可能な加熱部を有し、複
数枚の被処理体を保持した被処理体保持具を収容する反
応室と、 前記反応室に接続されたガス供給管を有し、該反応室内
に処理ガスを供給するガス供給手段と、 前記反応室に接続された排気管を有し、前記反応室内の
ガスを前記排気管から排気して、前記反応室内を所定の
圧力に設定可能な排気手段と、 前記反応室内を所定の熱処理条件に制御する制御手段
と、を備え、 前記制御手段は、所定枚数の被処理体を熱処理した熱処
理条件を記憶し、当該熱処理条件をもとにして、熱処理
を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条件を算出し、前
記反応室内を算出された熱処理条件に制御する、ことを
特徴とするバッチ式熱処理装置。 - 【請求項7】前記制御手段は、熱処理を行う、被処理体
の枚数と熱処理条件との関係式を記憶し、該関係式から
熱処理を行う被処理体の枚数に応じた熱処理条件に前記
反応室内を制御する、ことを特徴とする請求項6に記載
のバッチ式熱処理装置。 - 【請求項8】前記制御手段は、前記被処理体保持具に保
持可能な最大枚数よりも少ない所定の枚数の被処理体を
熱処理する場合に、熱処理を行う被処理体の枚数に応じ
た熱処理条件に前記反応室内を制御する、ことを特徴と
する請求項6または7に記載のバッチ式熱処理装置。 - 【請求項9】前記熱処理条件は、熱処理圧力、熱処理速
度、及び熱処理時間の少なくとも1つである、ことを特
徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載のバッチ
式熱処理装置。 - 【請求項10】前記関係式は、2種の異なる枚数で被処
理体を熱処理した熱処理条件から、被処理体の枚数と熱
処理条件との関係を求めた線形方程式である、ことを特
徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載のバッチ
式熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001130651A JP2002329717A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001130651A JP2002329717A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002329717A true JP2002329717A (ja) | 2002-11-15 |
Family
ID=18978979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001130651A Pending JP2002329717A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002329717A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004047161A1 (ja) * | 2002-11-18 | 2004-06-03 | Tokyo Electron Limited | 絶縁膜形成装置 |
KR100766303B1 (ko) | 2006-05-30 | 2007-10-11 | 주식회사 풍산마이크로텍 | 고압가스 열처리를 위한 방법 및 장치 |
US8481123B2 (en) | 2006-02-10 | 2013-07-09 | Poongsan Microtec Corporation | Method for high pressure gas annealing |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000195809A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Kokusai Electric Co Ltd | 半導体製造方法及び半導体製造装置 |
JP2000340554A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-12-08 | Tokyo Electron Ltd | バッチ式熱処理装置の運用方法 |
-
2001
- 2001-04-27 JP JP2001130651A patent/JP2002329717A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000195809A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Kokusai Electric Co Ltd | 半導体製造方法及び半導体製造装置 |
JP2000340554A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-12-08 | Tokyo Electron Ltd | バッチ式熱処理装置の運用方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004047161A1 (ja) * | 2002-11-18 | 2004-06-03 | Tokyo Electron Limited | 絶縁膜形成装置 |
US7681521B2 (en) | 2002-11-18 | 2010-03-23 | Tokyo Electron Limited | Insulation film formation device |
US8481123B2 (en) | 2006-02-10 | 2013-07-09 | Poongsan Microtec Corporation | Method for high pressure gas annealing |
US8936834B2 (en) | 2006-02-10 | 2015-01-20 | Poongsan Microtec Corporation | Computer readable medium for high pressure gas annealing |
KR100766303B1 (ko) | 2006-05-30 | 2007-10-11 | 주식회사 풍산마이크로텍 | 고압가스 열처리를 위한 방법 및 장치 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100944842B1 (ko) | 원자층 증착법을 이용한 실리콘 질화막의 형성 방법 및 장치와, 프로그램이 기록된 기록 매체 | |
JP4456533B2 (ja) | シリコン酸化膜の形成方法、シリコン酸化膜の形成装置及びプログラム | |
KR100980127B1 (ko) | 반도체 처리용의 성막 방법 및 장치와, 컴퓨터 판독 가능한 매체 | |
JP6333232B2 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
US20170283945A1 (en) | Substrate Processing Apparatus | |
JP5211464B2 (ja) | 被処理体の酸化装置 | |
US11104995B2 (en) | Substrate processing apparatus | |
JP2009044023A (ja) | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 | |
CN110172681B (zh) | 衬底处理装置、半导体器件的制造方法、记录介质 | |
KR20080029836A (ko) | 반도체 장치의 제조방법 및 기판처리장치 | |
JP2000058543A (ja) | 酸化処理方法および酸化処理装置 | |
US20090197402A1 (en) | Substrate processing apparatus, method for manufacturing semiconductor device, and process tube | |
JP4238812B2 (ja) | 被処理体の酸化装置 | |
US20210189557A1 (en) | Substrate processing apparatus | |
JP2002329717A (ja) | 被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置 | |
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 | |
JP2002319579A (ja) | 被処理体の熱処理方法及びバッチ式熱処理装置 | |
JP4553227B2 (ja) | 熱処理方法 | |
JP4806127B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
JP2004104029A (ja) | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 | |
US20230395368A1 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
JP4597393B2 (ja) | 熱処理装置 | |
WO2020188632A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、記録媒体および基板処理装置 | |
JP2002280370A (ja) | 被処理体の冷却ユニット、冷却方法、熱処理システム及び熱処理方法 | |
JP2005136370A (ja) | 基板処理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080310 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100803 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101130 |