JP2777643B2 - 半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置及び半導体ウエハ熱処理装置 - Google Patents
半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置及び半導体ウエハ熱処理装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は拡散装置、ＣＶＤ装置な
どの半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置及び半導
体ウエハ熱処理装置に関する。
どの半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置及び半導
体ウエハ熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体ウエハ熱処理装置として
は、特開昭６０−１７１７２３号公報に記載のものが挙
げられる。高温炉にウエハを挿入し、該ウエハを加熱す
る装置に於いて、ウエハ支持装置はウエハを支持する支
持部と、一端側に前記支持部を有する支柱とを備えてい
る。そして、支柱は中実の棒を材料としたものであっ
た。
は、特開昭６０−１７１７２３号公報に記載のものが挙
げられる。高温炉にウエハを挿入し、該ウエハを加熱す
る装置に於いて、ウエハ支持装置はウエハを支持する支
持部と、一端側に前記支持部を有する支柱とを備えてい
る。そして、支柱は中実の棒を材料としたものであっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は支柱が
中実の棒であると、その熱容量がウエハの熱容量よりも
非常に大きいという点を考察していない。そのためウエ
ハ支持装置を熱処理装置の高温炉内に挿入した時に、ウ
エハ自身の温度上昇速度よりもウエハ支持装置の温度上
昇速度が遅くなり、ウエハの該支持装置に接触する部分
及びその近傍のウエハ温度が他のウエハ面内温度より低
温となるようなウエハ面内温度分布にバラツキが生じる
という問題があった。特に１〜３枚のウエハに２〜３分
間の短時間熱処理を行う場合には、デバイス特性及び結
晶欠陥発生に過渡時の前記ウエハ面内温度分布が大きく
影響するという問題があった。
中実の棒であると、その熱容量がウエハの熱容量よりも
非常に大きいという点を考察していない。そのためウエ
ハ支持装置を熱処理装置の高温炉内に挿入した時に、ウ
エハ自身の温度上昇速度よりもウエハ支持装置の温度上
昇速度が遅くなり、ウエハの該支持装置に接触する部分
及びその近傍のウエハ温度が他のウエハ面内温度より低
温となるようなウエハ面内温度分布にバラツキが生じる
という問題があった。特に１〜３枚のウエハに２〜３分
間の短時間熱処理を行う場合には、デバイス特性及び結
晶欠陥発生に過渡時の前記ウエハ面内温度分布が大きく
影響するという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、高温炉にてウエハを熱処
理する際に、ウエハ面内を均一温度で熱処理し、結晶欠
陥発生を防止でき、それでいて加熱部に支柱を出し入れ
しても耐久性があって該支柱が破損するおそれのない、
ウエハ支持装置及び半導体ウエハ熱処理装置を提供する
ことにある。
理する際に、ウエハ面内を均一温度で熱処理し、結晶欠
陥発生を防止でき、それでいて加熱部に支柱を出し入れ
しても耐久性があって該支柱が破損するおそれのない、
ウエハ支持装置及び半導体ウエハ熱処理装置を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るウエハ支持装置は、半導体ウエハを支
持する支持部と、一端側に前記支持部を有する支柱とを
備えた半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置におい
て、該ウエハ支持装置は石英ガラス、ポリシリコン又は
シリコンカーバイドにて形成され、前記支柱は中空状に
形成されていると共に前記支柱の軸方向に移動して熱処
理装置の加熱部に挿入出される熱処理装置の加熱部に挿
入されない部分の該支柱の側壁に内外空間を連通する連
通部が設けられていることを特徴とするものである。
め、本発明に係るウエハ支持装置は、半導体ウエハを支
持する支持部と、一端側に前記支持部を有する支柱とを
備えた半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置におい
て、該ウエハ支持装置は石英ガラス、ポリシリコン又は
シリコンカーバイドにて形成され、前記支柱は中空状に
形成されていると共に前記支柱の軸方向に移動して熱処
理装置の加熱部に挿入出される熱処理装置の加熱部に挿
入されない部分の該支柱の側壁に内外空間を連通する連
通部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】また本願他の発明は、半導体ウエハを支持
する支持部と、一端側に前記支持部を有する支柱とを備
えた半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置におい
て、該ウエハ支持装置は石英ガラス、ポリシリコン又は
シリコンカーバイドにて形成され、前記支柱は中空状に
形成されており、支柱の肉厚は、ウエハ支持装置のうち
熱処理装置の加熱部に挿入されている部分の表面積と重
量との比率を、半導体ウエハ自身の表面積と重量との比
率と略一致するよう薄肉に設定されていると共に熱処理
装置の加熱部に挿入されない部分に該支柱の内外空間を
連通する連通部が設けられていることを特徴とするもの
である。
する支持部と、一端側に前記支持部を有する支柱とを備
えた半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置におい
て、該ウエハ支持装置は石英ガラス、ポリシリコン又は
シリコンカーバイドにて形成され、前記支柱は中空状に
形成されており、支柱の肉厚は、ウエハ支持装置のうち
熱処理装置の加熱部に挿入されている部分の表面積と重
量との比率を、半導体ウエハ自身の表面積と重量との比
率と略一致するよう薄肉に設定されていると共に熱処理
装置の加熱部に挿入されない部分に該支柱の内外空間を
連通する連通部が設けられていることを特徴とするもの
である。
【０００７】また本願他の発明は、加熱部と、ウエハ支
持装置を該加熱部内に出入させる駆動手段とを備えた半
導体ウエハ熱処理装置において、ウエハ支持装置は請求
項１又は２のいずれかのものである半導体ウエハ熱処理
装置である。
持装置を該加熱部内に出入させる駆動手段とを備えた半
導体ウエハ熱処理装置において、ウエハ支持装置は請求
項１又は２のいずれかのものである半導体ウエハ熱処理
装置である。
【０００８】
【作用】支柱を中空状に形成することにより、中実構造
より表面積が大きくなる。これにより熱処理装置の加熱
部にウエハ支持装置を挿入したとき、支柱の伝熱面積が
大きくなっていることによって温度上昇速度が中実の支
柱より早くなり、肉厚の薄いウエハの温度上昇速度に近
づく。よって、過渡時のウエハ面内に生ずる温度分布の
バラツキが低減する。尚、中空状の支柱としては断面円
形状、□形状、△形状、楕円形状等のパイプが挙げられ
る。
より表面積が大きくなる。これにより熱処理装置の加熱
部にウエハ支持装置を挿入したとき、支柱の伝熱面積が
大きくなっていることによって温度上昇速度が中実の支
柱より早くなり、肉厚の薄いウエハの温度上昇速度に近
づく。よって、過渡時のウエハ面内に生ずる温度分布の
バラツキが低減する。尚、中空状の支柱としては断面円
形状、□形状、△形状、楕円形状等のパイプが挙げられ
る。
【０００９】中空状の支柱内外を連通する穴すなわち連
通部を設けたことにより、加熱部に支柱が挿入されたと
き、支柱内の気体が熱膨脹しても、前記穴から外部に流
出するため、支柱が破損するおそれがない。
通部を設けたことにより、加熱部に支柱が挿入されたと
き、支柱内の気体が熱膨脹しても、前記穴から外部に流
出するため、支柱が破損するおそれがない。
【００１０】支柱の肉厚を、その表面積と重量の比率で
規定し、その値をウエハ自身の同比率と略一致させるこ
とが両者の温度上昇速度を近づける上で最も望ましい。
この比率の一致程度としては、熱処理時間を３分間で終
了できる程度が最も良く、範囲としては１〜１０分間の
熱処理時間を考慮すれば効率的で温度分布にバラツキの
ない熱処理ができる。
規定し、その値をウエハ自身の同比率と略一致させるこ
とが両者の温度上昇速度を近づける上で最も望ましい。
この比率の一致程度としては、熱処理時間を３分間で終
了できる程度が最も良く、範囲としては１〜１０分間の
熱処理時間を考慮すれば効率的で温度分布にバラツキの
ない熱処理ができる。
【００１１】ウエハ支持装置の支持部のうち、ウエハと
の接触部を丸棒又はパイプ材とすると、その部分の強度
が向上する。また、同接触部をウエハと同一材料で形成
すると、材質の共通性によってウエハの温度分布のバラ
ツキを一層低減できる。
の接触部を丸棒又はパイプ材とすると、その部分の強度
が向上する。また、同接触部をウエハと同一材料で形成
すると、材質の共通性によってウエハの温度分布のバラ
ツキを一層低減できる。
【００１２】ウエハの周縁側を囲うリングは、加熱部か
らの熱幅射を面と対向方向からに限定でき、周縁に熱幅
射が集中するのを抑制する働きをする。
らの熱幅射を面と対向方向からに限定でき、周縁に熱幅
射が集中するのを抑制する働きをする。
【００１３】
【実施例】以下本発明の一実施例を図１及び図２により
説明する。図１は本発明に適用したウエハ支持装置の外
観斜視図である。図２は本発明を適用したウエハ支持装
置を有する拡散装置の高温炉の縦断図面である。
説明する。図１は本発明に適用したウエハ支持装置の外
観斜視図である。図２は本発明を適用したウエハ支持装
置を有する拡散装置の高温炉の縦断図面である。
【００１４】ウエハ支持装置１は薄肉のパイプ状の支柱
２とウエハ３を載せるための溝４を形成した接触部８を
先端に有するウエハの支持部５と、搬送台６に取り付け
るためのフランジ７から構成されている。支持部５は薄
板で形成され、溝４を有するウエハの接触部８が丸棒に
形成されている。ウエハ支持装置１は石英ガラス、ポリ
シリコン、シリコンカーバイトなどで製造する。接触部
８をウエハ３と同一材料で形成すると、両者の温度特性
が共通するため、温度分布のバラツキ低減によい効果が
ある。支柱２の下方にて、高温炉１０に入らない位置に
通気穴９を有し、支柱２の他の部分は密閉構造となって
いる。前記パイプ状の中空支柱は、その肉厚が、ウエハ
支持装置のうち熱処理装置の加熱部に挿入されている部
分の表面積と重量との比率と略一致するよう肉薄に形成
されている。具体的には前記関係を満足させる肉厚とし
て１mmとした。
２とウエハ３を載せるための溝４を形成した接触部８を
先端に有するウエハの支持部５と、搬送台６に取り付け
るためのフランジ７から構成されている。支持部５は薄
板で形成され、溝４を有するウエハの接触部８が丸棒に
形成されている。ウエハ支持装置１は石英ガラス、ポリ
シリコン、シリコンカーバイトなどで製造する。接触部
８をウエハ３と同一材料で形成すると、両者の温度特性
が共通するため、温度分布のバラツキ低減によい効果が
ある。支柱２の下方にて、高温炉１０に入らない位置に
通気穴９を有し、支柱２の他の部分は密閉構造となって
いる。前記パイプ状の中空支柱は、その肉厚が、ウエハ
支持装置のうち熱処理装置の加熱部に挿入されている部
分の表面積と重量との比率と略一致するよう肉薄に形成
されている。具体的には前記関係を満足させる肉厚とし
て１mmとした。
【００１５】高温炉１０は図２に示した如く直方体形状
をしており、複数に分割された平板状ヒータ１１，反応
管１２（石英ガラス製など），均熱管１３（シリコンカ
ーバイト製など），断熱材１４で構成され、架台１５に
乗せられている。高温炉１０は下方が開放され、ウエハ
３が支持装置１の溝４に載せられて高温炉１０の内部に
挿入される。支持装置１のフランジ７は搬送台６に取り
付けられており、搬送台６は駆動手段１６に連結され、
コントローラ（図示せず）からの制御信号によって支持
装置１とウエハ３を矢印２１の方向に上下に移動して該
支持装置１を加熱部すなわち高温炉１０内に出入するも
のである。
をしており、複数に分割された平板状ヒータ１１，反応
管１２（石英ガラス製など），均熱管１３（シリコンカ
ーバイト製など），断熱材１４で構成され、架台１５に
乗せられている。高温炉１０は下方が開放され、ウエハ
３が支持装置１の溝４に載せられて高温炉１０の内部に
挿入される。支持装置１のフランジ７は搬送台６に取り
付けられており、搬送台６は駆動手段１６に連結され、
コントローラ（図示せず）からの制御信号によって支持
装置１とウエハ３を矢印２１の方向に上下に移動して該
支持装置１を加熱部すなわち高温炉１０内に出入するも
のである。
【００１６】反応管１２の内部には拡散装置の使用目的
に応じて窒素，アルゴン，酸素，水蒸気などのガスが上
方から下方に向かって流れている（ガスの供給管は図に
示していない）。
に応じて窒素，アルゴン，酸素，水蒸気などのガスが上
方から下方に向かって流れている（ガスの供給管は図に
示していない）。
【００１７】複数に分割されたヒータ１１は各ゾーンご
とに発熱量がコントローラによって制御され、高温炉１
０の内部空間に均一な温度場が形成されている。
とに発熱量がコントローラによって制御され、高温炉１
０の内部空間に均一な温度場が形成されている。
【００１８】以上のように構成された拡散装置を用いて
ウエハ３に熱処理を行う場合の動作を次に示す。高温炉
１０の内部にたとえば１０００℃の均一の温度場を形成
する。高温炉１０の下方に取り出された支持装置１にウ
エハ３が乗せられる。図１，図２ではウエハが２枚の場
合を示したが、目的の応じて、１枚ないし、２枚以上の
場合でもよい。駆動手段１６の作用により、ウエハ３を
乗せた支持装置１及び搬送台６が上方に移動し、ウエハ
３を高温炉１０の内部に収納する。高温炉１０の内部に
て所要時間（たとえば数十秒から数十分）、ウエハ３を
加熱した後、駆動手段１６の作用により、支持装置１を
高温炉１０の下方に取り出し、冷却し、新しいウエハ３
と交換し、上記動作が繰り返される。
ウエハ３に熱処理を行う場合の動作を次に示す。高温炉
１０の内部にたとえば１０００℃の均一の温度場を形成
する。高温炉１０の下方に取り出された支持装置１にウ
エハ３が乗せられる。図１，図２ではウエハが２枚の場
合を示したが、目的の応じて、１枚ないし、２枚以上の
場合でもよい。駆動手段１６の作用により、ウエハ３を
乗せた支持装置１及び搬送台６が上方に移動し、ウエハ
３を高温炉１０の内部に収納する。高温炉１０の内部に
て所要時間（たとえば数十秒から数十分）、ウエハ３を
加熱した後、駆動手段１６の作用により、支持装置１を
高温炉１０の下方に取り出し、冷却し、新しいウエハ３
と交換し、上記動作が繰り返される。
【００１９】支持装置１は高温炉１０の出入に応じて温
度変動する。支柱２が中空のパイプであるため、パイプ
内部のガスが温度変動により膨脹、収縮するが、支柱２
の下方に設けられた通気穴９を経て外気とガス呼吸を行
うため、パイプ内部のガスの圧力が高まってパイプが破
裂することがない。さらに通気穴９を高温炉１０の内部
に入らない位置としているため、パイプ内部のガス呼吸
によってゴミを含んだ外気を高温炉１０の内部に持ち込
んで吹き出すことがなく、高温炉１０の内部を清浄に保
つことができる。
度変動する。支柱２が中空のパイプであるため、パイプ
内部のガスが温度変動により膨脹、収縮するが、支柱２
の下方に設けられた通気穴９を経て外気とガス呼吸を行
うため、パイプ内部のガスの圧力が高まってパイプが破
裂することがない。さらに通気穴９を高温炉１０の内部
に入らない位置としているため、パイプ内部のガス呼吸
によってゴミを含んだ外気を高温炉１０の内部に持ち込
んで吹き出すことがなく、高温炉１０の内部を清浄に保
つことができる。
【００２０】冷却された支持装置１及びウエハ３を高温
炉１０の内部に挿入した時、ウエハ３は肉厚が薄いため
（たとえば肉厚０.５mm）、高速で高温炉内部温度に上
昇する。一方、支持装置１も薄肉パイプの支柱２と薄板
の支持部５で形成されているため（たとえば肉厚１m
m）、すみやかに高温炉内部温度に上昇し、温度上昇の
過渡時のウエハ面内に生ずる温度分布のバラツキが小さ
い。支持装置１の支持部５にて、ウエハ３を乗せる溝４
を有する接触部８が丸棒となっているのは強度を大きく
するためで、この丸棒の直径をなるべく小さく（たとえ
ば５mm以下に）することにより、熱容量を小さく保つこ
とができる。
炉１０の内部に挿入した時、ウエハ３は肉厚が薄いため
（たとえば肉厚０.５mm）、高速で高温炉内部温度に上
昇する。一方、支持装置１も薄肉パイプの支柱２と薄板
の支持部５で形成されているため（たとえば肉厚１m
m）、すみやかに高温炉内部温度に上昇し、温度上昇の
過渡時のウエハ面内に生ずる温度分布のバラツキが小さ
い。支持装置１の支持部５にて、ウエハ３を乗せる溝４
を有する接触部８が丸棒となっているのは強度を大きく
するためで、この丸棒の直径をなるべく小さく（たとえ
ば５mm以下に）することにより、熱容量を小さく保つこ
とができる。
【００２１】本実施例によれば、支持装置１の支柱２を
中空のパイプ状とすることにより、中実のものより薄肉
に形成することが可能となるため、支柱の表面積すなわ
ち伝熱面積を大きくすることができ、以って低温のウエ
ハ３を高温炉１０の内部に挿入した際の過渡時のウエハ
面内の温度分布を小さくすることができる効果がある。
中空のパイプ状とすることにより、中実のものより薄肉
に形成することが可能となるため、支柱の表面積すなわ
ち伝熱面積を大きくすることができ、以って低温のウエ
ハ３を高温炉１０の内部に挿入した際の過渡時のウエハ
面内の温度分布を小さくすることができる効果がある。
【００２２】図３に約１０００℃の高温炉（図２に示し
た構造の場合）の内部にウエハ及びウエハ支持装置を挿
入した時の過渡温度変化について数値シミュレーション
した結果を示す。厚さ１mmのパイプ状の支柱からなるウ
エハ支持装置１にウエハ（厚さ０.５mm）を乗せて挿入
した場合について、該ウエハの中心位置の温度変化を実
線３１、ウエハ下部の温度変化を実線３２、ウエハ支持
装置の支持部先端部の温度変化を実線３３に示す。ウエ
ハ支持装置の厚さがウエハより厚いため、該支持装置の
温度上昇がやや遅くなるが、約２分後にはほぼ同一温度
になっている。
た構造の場合）の内部にウエハ及びウエハ支持装置を挿
入した時の過渡温度変化について数値シミュレーション
した結果を示す。厚さ１mmのパイプ状の支柱からなるウ
エハ支持装置１にウエハ（厚さ０.５mm）を乗せて挿入
した場合について、該ウエハの中心位置の温度変化を実
線３１、ウエハ下部の温度変化を実線３２、ウエハ支持
装置の支持部先端部の温度変化を実線３３に示す。ウエ
ハ支持装置の厚さがウエハより厚いため、該支持装置の
温度上昇がやや遅くなるが、約２分後にはほぼ同一温度
になっている。
【００２３】一方、厚さ５mmのパイプ状の支柱を有する
ウエハ支持装置にウエハ（厚さ０.５mm）を乗せて挿入
した場合について、ウエハ中心位置の温度変化を破線３
４、ウエハ下部の温度変化を破線３５、該支持装置の先
端部の温度変化を破線３６に示す。ウエハの厚さが厚い
ため、３分後でも支持装置の温度が約８００℃であり、
その結果ウエハ面内にまだ温度分布が生じていて、更に
長時間の加熱が必要であることが解る。なお、ウエハ温
度３４，３５が一旦高温となってから少し下がる理由
は、高温炉の内部温度がウエハ挿入直後からウエハ支持
装置の加熱のために冷やされるからである。以上のこと
から、ウエハ面内の温度分布を低減するにはウエハ支持
装置を薄肉材とすることが重要であることがわかる。
ウエハ支持装置にウエハ（厚さ０.５mm）を乗せて挿入
した場合について、ウエハ中心位置の温度変化を破線３
４、ウエハ下部の温度変化を破線３５、該支持装置の先
端部の温度変化を破線３６に示す。ウエハの厚さが厚い
ため、３分後でも支持装置の温度が約８００℃であり、
その結果ウエハ面内にまだ温度分布が生じていて、更に
長時間の加熱が必要であることが解る。なお、ウエハ温
度３４，３５が一旦高温となってから少し下がる理由
は、高温炉の内部温度がウエハ挿入直後からウエハ支持
装置の加熱のために冷やされるからである。以上のこと
から、ウエハ面内の温度分布を低減するにはウエハ支持
装置を薄肉材とすることが重要であることがわかる。
【００２４】薄肉化の一つの方法として、本実施例の支
柱を中空状にすれば同じ重量の材料を用いて中実の支柱
を作る場合より板厚が薄くなり、伝熱面積が大きくな
り、以って温度上昇速度が速くなる。
柱を中空状にすれば同じ重量の材料を用いて中実の支柱
を作る場合より板厚が薄くなり、伝熱面積が大きくな
り、以って温度上昇速度が速くなる。
【００２５】本発明の他の実施例のウエハ支持装置の外
観視斜図を図４に示す。この支持装置１は先端支持部５
の構造が異なっている。また、溝４を有する接触部１７
がパイプで形成されている。本実施例によれば、溝４を
有する接触部１７がパイプで形成されているため、ウエ
ハに直接接触する溝４の部分の熱容量を更に小さくする
ことができ、ウエハ面内の温度分布を更に小さくするこ
とができる。
観視斜図を図４に示す。この支持装置１は先端支持部５
の構造が異なっている。また、溝４を有する接触部１７
がパイプで形成されている。本実施例によれば、溝４を
有する接触部１７がパイプで形成されているため、ウエ
ハに直接接触する溝４の部分の熱容量を更に小さくする
ことができ、ウエハ面内の温度分布を更に小さくするこ
とができる。
【００２６】本発明の他の実施例を図５に示す。ウエハ
支持装置１の支柱２に補強用のパイプ１８が並設されて
いる。補強用のパイプ１８も上部１９が密封され、下部
に通気穴２０を有する。この支持装置１の先端支持部５
もパイプで形成されている。支持部５のパイプ内の空間
と支柱２の内部空間は連通している。本実施例によれば
支持装置１の剛性がパイプ１８によって増し、加熱部へ
の挿入や取り出しなど支持装置を移動する時に振動が生
じにくくすることができる。
支持装置１の支柱２に補強用のパイプ１８が並設されて
いる。補強用のパイプ１８も上部１９が密封され、下部
に通気穴２０を有する。この支持装置１の先端支持部５
もパイプで形成されている。支持部５のパイプ内の空間
と支柱２の内部空間は連通している。本実施例によれば
支持装置１の剛性がパイプ１８によって増し、加熱部へ
の挿入や取り出しなど支持装置を移動する時に振動が生
じにくくすることができる。
【００２７】本発明の他の実施例の外観斜視図を図６に
示す。この支持装置１の支柱２はロ字状の断面形状にな
っている。図７は楕円状の断面形状、図８はΔ字状の断
面形状のものである。図７と図８に示す支柱について
は、図１に示したごとく、支柱２が高温炉１０の内部に
挿入される部分を密閉構造とし、装置外部の部分に通気
穴９を設ける。
示す。この支持装置１の支柱２はロ字状の断面形状にな
っている。図７は楕円状の断面形状、図８はΔ字状の断
面形状のものである。図７と図８に示す支柱について
は、図１に示したごとく、支柱２が高温炉１０の内部に
挿入される部分を密閉構造とし、装置外部の部分に通気
穴９を設ける。
【００２８】本発明の他の実施例の外観斜視図を図９に
示す。この支持装置１の支柱２は３本のパイプからなっ
ている。支持部５は丸棒の接触部８のみからなってい
る。本発明の他の実施例の外観斜視図を図１０に示す。
支持部５が薄板で形成された箱形になっている。
示す。この支持装置１の支柱２は３本のパイプからなっ
ている。支持部５は丸棒の接触部８のみからなってい
る。本発明の他の実施例の外観斜視図を図１０に示す。
支持部５が薄板で形成された箱形になっている。
【００２９】本発明の他の実施例の外観斜視図を図１１
に示す。支柱２がパイプになっていると共に、その下部
の直径が大きくなっている。本実施例によれば支柱２の
剛性を増すことができる。
に示す。支柱２がパイプになっていると共に、その下部
の直径が大きくなっている。本実施例によれば支柱２の
剛性を増すことができる。
【００３０】本発明の他の実施例の外観斜視図を図１２
に示す。支持部５は先端にウエハよりも大きくて、ウエ
ハの周縁側を囲うリング２６を有し、その内側に溝４を
もつ丸棒からなる接触部８をもつ。本実施例によればウ
エハ２枚を乗せて支持装置１を高温炉１０の内部に挿入
する際に、２枚のウエハの側方から２枚のウエハの内側
に放射される熱をリング２６がさえぎるため、２枚のウ
エハとも外側の面のみで均一に加熱され、ウエハ面内に
生じる温度分布のバラツキを低減する効果がある。
に示す。支持部５は先端にウエハよりも大きくて、ウエ
ハの周縁側を囲うリング２６を有し、その内側に溝４を
もつ丸棒からなる接触部８をもつ。本実施例によればウ
エハ２枚を乗せて支持装置１を高温炉１０の内部に挿入
する際に、２枚のウエハの側方から２枚のウエハの内側
に放射される熱をリング２６がさえぎるため、２枚のウ
エハとも外側の面のみで均一に加熱され、ウエハ面内に
生じる温度分布のバラツキを低減する効果がある。
【００３１】本発明の他の実施例のウエハ支持装置と高
温炉の断面図を図１３に示す。円筒形状の高温炉１０に
水平状態のウエハ３を挿入する。このウエハ３は先端が
針状になった接触部８に乗せられている。
温炉の断面図を図１３に示す。円筒形状の高温炉１０に
水平状態のウエハ３を挿入する。このウエハ３は先端が
針状になった接触部８に乗せられている。
【００３２】本発明の他の実施例のウエハ支持装置とラ
ンプ加熱装置の断面図を図１４に示す。ハロゲンランプ
２３、反射板２４、反応管１２で構成された直方体形状
のランプ加熱装置２５の内部に、ウエハ３が支持装置１
に乗せられて挿入されている。この支持装置１はパイプ
状の支柱２の側面に針状の突起２２を支持部５として形
成されており、ウエハ３がこの突起２２に乗せられてい
る。支持装置１はランプ加熱装置２５の内部に挿入され
ている部分が密封構造であり、同装置２５外部に通気穴
９を有する。この支持装置１は搬送台６に取り付けら
れ、矢印２１の方向に移動してウエハ３の挿入、取出し
を行う。
ンプ加熱装置の断面図を図１４に示す。ハロゲンランプ
２３、反射板２４、反応管１２で構成された直方体形状
のランプ加熱装置２５の内部に、ウエハ３が支持装置１
に乗せられて挿入されている。この支持装置１はパイプ
状の支柱２の側面に針状の突起２２を支持部５として形
成されており、ウエハ３がこの突起２２に乗せられてい
る。支持装置１はランプ加熱装置２５の内部に挿入され
ている部分が密封構造であり、同装置２５外部に通気穴
９を有する。この支持装置１は搬送台６に取り付けら
れ、矢印２１の方向に移動してウエハ３の挿入、取出し
を行う。
【００３３】尚、中空状の支柱内部に発熱源と冷却源を
備え、ウエハ支持装置自体の温度がウエハと同一となる
よう温度制御することによっても温度上昇速度を両者近
づけることができる。
備え、ウエハ支持装置自体の温度がウエハと同一となる
よう温度制御することによっても温度上昇速度を両者近
づけることができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、ウエハ支持装置の支柱
を中空状としたことにより、中実にするよりは肉厚を薄
く形成でき、これにより同重量の材料で形成したときの
表面積を大きくすることができるので、伝熱面積が増大
する。そのため、過渡時も含めてウエハ面内の温度分布
のバラツキを低減することができる。その結果ウエハ面
内温度分布の低減により、短時間熱処理でもウエハの熱
処理を均一に行うことができる。更に、支柱が中空状の
ときは、熱処理装置の加熱部に挿入されない部分の支柱
の側壁に連通部（通気穴）を設けることにより、支柱軸
方向への移動に対して支柱内部へ外気を入れることがな
いので、支柱内部を外気に汚染されることなく、内部気
体の膨張、収縮による支柱破損の恐れをなくせる。
を中空状としたことにより、中実にするよりは肉厚を薄
く形成でき、これにより同重量の材料で形成したときの
表面積を大きくすることができるので、伝熱面積が増大
する。そのため、過渡時も含めてウエハ面内の温度分布
のバラツキを低減することができる。その結果ウエハ面
内温度分布の低減により、短時間熱処理でもウエハの熱
処理を均一に行うことができる。更に、支柱が中空状の
ときは、熱処理装置の加熱部に挿入されない部分の支柱
の側壁に連通部（通気穴）を設けることにより、支柱軸
方向への移動に対して支柱内部へ外気を入れることがな
いので、支柱内部を外気に汚染されることなく、内部気
体の膨張、収縮による支柱破損の恐れをなくせる。
【００３５】また、中空支柱の肉厚は、ウエハ支持装置
のうち熱処理装置の加熱部に挿入されている部分の表面
積と重量との比率を、半導体ウエハ自身の表面積と重量
との比率と略一致するよう薄肉に設定されているため、
ウエハ支持装置全体の熱容量を低減することができるの
で、ウエハ及びウエハ支持装置を高温炉内等の加熱部に
挿入した時に、ウエハとウエハ支持装置の温度上昇速度
がほぼ等しくなる。従って、一層ウエハ面内温度分布の
低減を図れる。
のうち熱処理装置の加熱部に挿入されている部分の表面
積と重量との比率を、半導体ウエハ自身の表面積と重量
との比率と略一致するよう薄肉に設定されているため、
ウエハ支持装置全体の熱容量を低減することができるの
で、ウエハ及びウエハ支持装置を高温炉内等の加熱部に
挿入した時に、ウエハとウエハ支持装置の温度上昇速度
がほぼ等しくなる。従って、一層ウエハ面内温度分布の
低減を図れる。
【００３６】本発明に係る半導体ウエハ熱処理装置によ
れば、ウエハの均一熱分布加熱が容易かつ確実にできる
ため、ウエハに結晶欠陥が発生するのを防止でき、熱処
理の不良率が低下する効果がある。これらの効果によ
り、熱処理の歩留りが向上する。
れば、ウエハの均一熱分布加熱が容易かつ確実にできる
ため、ウエハに結晶欠陥が発生するのを防止でき、熱処
理の不良率が低下する効果がある。これらの効果によ
り、熱処理の歩留りが向上する。
【図１】本発明に係るウエハ支持装置の斜視図である。
【図２】本発明に係る半導体ウエハ熱処理装置の要部縦
断面である。
断面である。
【図３】約１０００℃の高温炉内にウエハ及びウエハ支
持装置を挿入した時の過渡温度変化についての数値シミ
ュレーション結果を示す図である。
持装置を挿入した時の過渡温度変化についての数値シミ
ュレーション結果を示す図である。
【図４】本発明の異なる他実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明の異なる他実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明の異なる他実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明の異なる実施例に係る支柱の断面図であ
る。
る。
【図８】本発明の異なる実施例に係る支柱の断面図であ
る。
る。
【図９】本発明の異なる実施例の斜視図である。
【図１０】本発明の異なる実施例の斜視図である。
【図１１】本発明の異なる実施例の斜視図である。
【図１２】本発明の異なる実施例の斜視図である。
【図１３】半導体ウエハ熱処理装置の異なる実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１４】半導体ウエハ熱処理装置の異なる実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
１ ウエハ支持装置 ２ 支柱 ３ ウエハ ４ 溝 ５ 支持部 ９ 連通部（通気穴） １０ 高温炉（加熱部） １６ 駆動手段、 １８ 補強パイプ ２０ 連通部（通気穴） ２２ 針状の突起 ２６ リング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 和男 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 酒井 昭彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 高垣 哲也 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社 日立製作所 武蔵工場内 (72)発明者 内野 敏幸 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社 日立製作所 武蔵工場内 (56)参考文献 特開 昭56−167324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−113321（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−111037（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭43−567（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/22 - 21/225 H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 21/29 - 21/268 H01L 21/322 - 21/326
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体ウエハを支持する支持部と、一端
側に前記支持部を有する支柱とを備えた半導体ウエハ熱
処理装置のウエハ支持装置において、 該ウエハ支持装置は石英ガラス、ポリシリコン又はシリ
コンカーバイドにて形成され、 前記支柱は中空状に形成されていると共に熱処理装置の
加熱部に軸方向に移動して挿入出される前記熱処理装置
の加熱部に挿入されない部分の該支柱の側壁に内外空間
を連通する連通部が設けられていることを特徴とする半
導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置。 - 【請求項２】 半導体ウエハを支持する支持部と、一端
側に前記支持部を有する支柱とを備えた半導体ウエハ熱
処理装置のウエハ支持装置において、 該ウエハ支持装置は石英ガラス、ポリシリコン又はシリ
コンカーバイドにて形成され、 前記支柱は中空状に形成されており、支柱の肉厚は、ウ
エハ支持装置のうち熱処理装置の加熱部に挿入されてい
る部分の表面積と重量との比率を、半導体ウエハ自身の
表面積と重量との比率と略一致するよう薄肉に設定され
ていると共に熱処理装置の加熱部に挿入されない部分に
該支柱の内外空間を連通する連通部が設けられているこ
とを特徴とする半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装
置。 - 【請求項３】 加熱部と、ウエハ支持装置を該加熱部内
に出入させる駆動手段とを備えた半導体ウエハ熱処理装
置において、ウエハ支持装置は請求項１又は２のいずれ
かのものである半導体ウエハ熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8259104A JP2777643B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置及び半導体ウエハ熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8259104A JP2777643B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置及び半導体ウエハ熱処理装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63087728A Division JPH0793281B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置及び半導体ウエハ熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09120948A JPH09120948A (ja) | 1997-05-06 |
| JP2777643B2 true JP2777643B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=17329387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8259104A Expired - Fee Related JP2777643B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 半導体ウエハ熱処理装置のウエハ支持装置及び半導体ウエハ熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777643B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6200388B1 (en) * | 1998-02-11 | 2001-03-13 | Applied Materials, Inc. | Substrate support for a thermal processing chamber |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS43567Y1 (ja) * | 1964-05-30 | 1968-01-12 | ||
| JPS55113321A (en) * | 1979-02-23 | 1980-09-01 | Hitachi Ltd | Jig for heat treatment |
| JPS56167324A (en) * | 1980-05-26 | 1981-12-23 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS60111037U (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-27 | 株式会社 デンコ− | 縦形半導体熱処理炉 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP8259104A patent/JP2777643B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09120948A (ja) | 1997-05-06 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |