JPH04260322A - 半導体製造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に係り
、ＬＳＩ製造工程におけるＣＶＤ、アニール等の熱処理
をする高温熱処理装置に適用することができ、ウェーハ
を加熱処理する際、ウェーハ内の熱ひずみを低減するこ
とができる半導体製造装置に関する。

【０００２】近年、ＣＶＤ、アニール等の熱処理をする
半導体製造装置においては、大口径化とプロセスの集約
化が要求されている。そのため、枚葉化することができ
、しかも高スループットにすることができる半導体製造
装置が要求されている。

【０００３】ところで従来、半導体やメタルの選択成長
において、化学気相成長装置としては抵抗加熱を用いた
ものが主流となっていたが、選択成長する際、ウェーハ
を加熱するためのヒータ表面等に副生物等が生じて付着
し易く選択成長が崩れてしまうことがあるため、現在で
はＩＲ（赤外）照射加熱による方法が広く用いられてい
るが、将来プロセスの低温化を考えると低温度領域でも
特に温度分布を安定に採れる抵抗加熱による方法が必要
になってくると思われる。

【０００４】

【従来の技術】図４は従来の半導体製造装置の構成を示
す装置概略図である。図示例の半導体製造装置はＣＶＤ
装置に適用する場合である。図４において、３１はＳｉ
等からなるウェーハ、３２はウェーハ３１を支持する支
持台で、上下駆動機構により上下移動できるようになっ
ている。３３はウェーハ３１を加熱する抵抗加熱ヒータ
ーで、ここではサセプターとしても機能し得るものであ
る。３４はシャワー、３５は熱電対３６によってウェー
ハ３１と抵抗加熱ヒーター３３の温度を測定する温度測
定手段、３７は石英等からなり真空可能なチャンバ、３
８はウェーハ３１をウェーハカセットから取り出して支
持台３２に載せたり取り出したりするウェーハ移動装置
である。

【０００５】ここでの抵抗加熱ヒーター３３は電気抵抗
を利用して電気を通じて加熱するものであり、電流を流
すことによって常に加熱するようになっている。そして
、ウェーハ３１は抵抗加熱ヒーター３３から離れたとこ
ろで熱電対３６が設けられた４個（３個でもよい）の支
持台３２上にウェーハ移動装置３８によって載せられる
。次いで、支持台３２に設けられた上下駆動機構により
ウェーハ３１を抵抗加熱ヒーター３３に向かって下げて
いく。なお、支持台３２は具体的には抵抗加熱ヒーター
３３に設けられた穴を介して上下駆動機構により上下に
移動できるようになっており、また、抵抗加熱ヒーター
３３はチャンバ３７に固定されている。そして、最終的
にウェーハ３１を　８００℃程度（ＣＶＤ時に必要な所
定温度）に加熱された抵抗加熱ヒーター３３に密着（上
下駆動機構により１秒程度で密着）させて加熱する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の半導体製造装置では、ウェーハ３１を支持台３
２に設けられた上下駆動機構により下げていき、　８０
０℃程度に加熱された抵抗加熱ヒーター３３に密着させ
て急激に加熱しており、図５（ａ）に示すＡの如く熱の
伝わり方が抵抗加熱ヒーター３３側から起こるため、ウ
ェーハ３１の抵抗加熱ヒーター３３側の部分とウェーハ
３１の抵抗加熱ヒーター３３側とは反対側の部分との温
度差が大きく（ウェーハ３１を抵抗加熱ヒーター３３に
密着した初期状態で特に大きい）、ウェーハ３１内での
熱ひずみ（熱分布）が大きく、ウェーハ３１内で機械的
ストレスが生じて図５（ａ）に示す点線Ｂの如くウェー
ハ３１が反り易かった。このため、図５（ｂ）に示すＣ
の如く結晶欠陥（スリップライン）が生じ易く、歩留り
が低下するという問題があった。この結晶欠陥は表面積
が大きく熱放散が大きいウェーハ３１周辺部分で特に生
じ易く、最悪の場合、ウェーハ３１が割れてしまうこと
があった。

【０００７】そこで本発明は、ウェーハを抵抗加熱ヒー
ターに密着させて加熱する際、ウェーハ内での熱ひずみ
を低減することができ、ウェーハ内に結晶欠陥を生じ難
くすることができ、歩留りを向上させることができる半
導体製造装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体製造
装置は上記目的達成のため、チャンバ内にウェーハと抵
抗加熱ヒーターが対向して配置され、該抵抗加熱ヒータ
ーと該ウェーハとの距離を変える手段が設けられた半導
体製造装置において、該抵抗加熱ヒーターと該ウェーハ
との距離を変化させる際の変化速度を制御する手段を設
けるものである。

【０００９】

【作用】本発明では、図１に示すように、支持台２に設
けられた上下駆動機構により抵抗加熱ヒーター３に向か
って１．５ｃｍ　／６０秒のスピードでゆっくり下げて
いき、まずこの下げている段階でウェーハ３１をある程
度加熱し、この状態で、ウェーハ１を抵抗加熱ヒーター
３に密着させて更に加熱するようにしている。このため
、従来のウェーハを抵抗加熱ヒーターで急激に加熱する
場合よりもウェーハ１内の熱ひずみを低減することがで
きる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明の一実施例に則した半導体製造装置の構成を
示す概略図である。図示例の半導体製造装置はＣＶＤ装
置に適用する場合である。図１において、１はＳｉ等か
らなり、例えば６″φのウェーハ、２はウェーハ１を支
持する支持台で、上下駆動機構により上下移動できるよ
うになっており、この上下駆動機構は上下移動スピード
を適宜コントロールできるようになっている。３はウェ
ーハ１を加熱する抵抗加熱ヒーターで、ここではサセプ
ターとしても機能し得るものである。４はシャワー、５
は熱電対６によってウェーハ１と抵抗加熱ヒーター３の
温度を測定する温度測定手段、７は石英等からなり真空
可能なチャンバ、８はウェーハ１をウェーハカセットか
ら取り出して支持台２に載せたり取り出したりするウェ
ーハ移動装置である。

【００１１】ここでの抵抗加熱ヒーター３は電気抵抗を
利用して電気を通じて加熱するものであり、電流を流す
ことによって常に加熱するようになっている。そして、
ウェーハ１は抵抗加熱ヒーター３から離れたところで熱
電対６が設けられた４個（３個でもよい）の支持台２上
にウェーハ移動装置８によって載せられる。この時、ウ
ェーハ１と抵抗加熱ヒーター３内の距離は　１．５ｃｍ
である。次いで、支持台２に設けられた上下駆動機構に
よりウェーハ１を抵抗加熱ヒーター３に向かって１．５
ｃｍ　／６０秒のスピードでゆっくりと下げていき、ウ
ェーハ１の温度を上昇させる。なお、支持台２は具体的
には抵抗加熱ヒーター３に設けられた穴を上下駆動機構
により上下に移動できるようになっており、また、抵抗
加熱ヒーター３はチャンバ７に固定されている。チャン
バ７内の圧力は　１００Ｔｏｒｒである。

【００１２】そして、更にウェーハ１を温度分布の略均
一な８００　℃程度（ＣＶＤ時に必要な所定温度）に加
熱された抵抗加熱ヒーター３に密着させて加熱する。こ
のように、本実施例では、支持台２に設けられた上下駆
動機構により抵抗加熱ヒーター３に向かって１．５ｃｍ
　／６０秒のスピードでゆっくりと下げていき、まず、
この下げている段階でウェーハ１をある程度加熱し、こ
の状態で、ウェーハ１を抵抗加熱ヒーター３に密着させ
て更に加熱するようにしている。このため、従来のウェ
ーハ１を抵抗加熱ヒーター３で急激に加熱する場合より
もウェーハ１内の熱ひずみを低減することができ、ウェ
ーハ１内に結晶欠陥を生じないようにすることができる
。従って、歩留りを向上させることができる。

【００１３】なお、比較例として、ヒーター温度８００
　℃、ウェーハ１上下スピード１．５ｃｍ　／５秒、圧
力１００Ｔｏｒｒ　にしてウェーハ１を加熱したところ
、６″φウェーハ周辺に結晶欠陥が生じていることが判
った。

【００１４】なお、上記実施例では、抵抗加熱ヒーター
３の温度を一定にしてウェーハ１と抵抗加熱ヒーター３
間の距離を変化させるスピードをコントロールする場合
について説明したが、図２に示すように、抵抗加熱ヒー
ター３の温度をコントロールする温度コントローラ１１
を設けて、抵抗加熱ヒーター３の温度をコントロールす
ると同時に、ウェーハ１と抵抗加熱ヒーター３間の距離
を変化させるスピードをコントロールする場合であって
もよい。この場合、ウェーハ１の上下スピードと抵抗加
熱ヒーター３の温度を適宜コントロールすることにより
更にスループットを向上させることが好ましい。具体的
には、例えばウェーハ１を抵抗加熱ヒーター３に密着さ
せるまでの移動の間（１分間で下げる）に抵抗加熱ヒー
ター３の温度を可変（上昇）させて行ってもよく、この
場合、ウェーハ１内の熱ひずみを更に低減することがで
きる。また、例えば、図３に示すように、ウェーハ１温
度を１０００℃から６００　℃（搬送温度）にする際、
図３に示す点線Ｍの如く（抵抗加熱ヒーター３パワーＯ
ＦＦ、ウェーハ１を上下駆動機構により上に持ち上げた
場合）、抵抗加熱ヒーター３をＯＦＦしただけの場合Ｎ
（１０００℃から６００　℃までに１８０　秒かかって
いる）　よりも、１／３の時間（６０秒）で搬送するこ
とができ、スループットを向上させることができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、ウェーハを抵抗加熱ヒ
ーターに密着させて加熱する際、ウェーハ内での熱ひず
みを低減することができ、ウェーハ内に結晶欠陥を生じ
難くすることができ、歩留りを向上させることができる
という効果がある。

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【００１５】

【図１】本発明の一実施例に則した半導体製造装置の構
成を示す概略図である。

【００１６】

【図２】本発明の他の実施例に則した半導体製造装置の
構成を示す概略図である。

【００１７】

【図３】本発明の他の実施例の効果を説明する図である
。

【００１８】

【図４】従来例の半導体製造装置の構成を示す概略図で
ある。

【００１９】

【図５】従来例の課題を説明する図である。

【００２０】

【符号の説明】

１　　　　ウェーハ ２　　　　支持台 ３　　　　抵抗加熱ヒーター ４　　　　シャワー ５　　　　温度測定手段 ６　　　　熱電対 ７　　　　チャンバ ８　　　　ウェーハ移動装置 １１　　　　温度コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　チャンバ（７）内にウェーハ（１）と
   抵抗加熱ヒーター（３）が対向して配置され、該抵抗加
   熱ヒーター（３）と該ウェーハ（１）との距離を変える
   手段が設けられた半導体製造装置において、該抵抗加熱
   ヒーター（３）と該ウェーハ（１）との距離を変化させ
   る際の変化速度を制御する手段を設けることを特徴とす
   る半導体製造装置。
2. 【請求項２】　　前記抵抗加熱ヒーター（３）の温度を
   変える手段（１１）を設けることを特徴とする請求項１
   記載の半導体製造装置。