JPH0547691A - Heat treatment device - Google Patents
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- JPH0547691A JPH0547691A JP3229698A JP22969891A JPH0547691A JP H0547691 A JPH0547691 A JP H0547691A JP 3229698 A JP3229698 A JP 3229698A JP 22969891 A JP22969891 A JP 22969891A JP H0547691 A JPH0547691 A JP H0547691A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハ、
ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の面状の被処理体を熱処
理するための熱処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor wafer,
The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat-treating a planar object such as an LCD (liquid crystal display).
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造において
は、半導体ウエハの酸化・拡散処理、ＣＶＤ処理等が行
われる。特に、最近においては、０．４μｍから０．２
μｍへと半導体デバイスのデザインルールの微細化が進
み、また、半導体ウエハについても８インチから１２イ
ンチへと大径化が進み、このような大面積の極薄膜形成
技術に対応すべく急速熱処理装置の開発が緊急の課題と
なっている。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, for example, semiconductor wafers are subjected to oxidation / diffusion processing, CVD processing and the like. In particular, recently, 0.4 μm to 0.2
The design rules of semiconductor devices have become finer to μm, and the diameter of semiconductor wafers has also increased from 8 inches to 12 inches. Development is an urgent issue.
【０００３】具体的に説明すると、半導体ウエハのプロ
セス処理では、サーマルバジェット（熱履歴）を小さく
することが必須の条件であり、例えば５０〜１００Åの
ドーピング処理、ゲート酸化膜やキャパシター絶縁膜の
極薄膜形成においては、急速熱処理すなわち短時間で熱
処理を行うことが不可欠である。また、例えばＰＮ接合
を０．１μｍ以下と浅くして、低抵抗化を図り、任意形
状表面への接合形成を可能にするためには、接合時の膜
劣化や結晶欠陥の発生を防止する必要があるが、ＰＮ接
合の活性領域が狭いために急速熱処理を行うことが必要
である。Specifically, in the process processing of a semiconductor wafer, it is an essential condition to reduce the thermal budget (thermal history). For example, a doping process of 50 to 100 Å, a gate oxide film or a capacitor insulating film In forming a thin film, rapid thermal processing, that is, thermal processing in a short time is essential. Further, for example, in order to reduce the resistance by making the PN junction as shallow as 0.1 μm or less and enable the formation of the junction on the surface of an arbitrary shape, it is necessary to prevent the film deterioration and the occurrence of crystal defects at the time of the junction. However, rapid thermal processing is required because the active region of the PN junction is narrow.
【０００４】また、例えばＬＯＣＯＳ酸化膜の形成にお
いては、隣接するＬＯＣＯＳ酸化膜の圧縮応力が熱サイ
クルによる相乗効果で拡大し、表面電位の変動、リーク
電流、耐圧等の信頼性の低減が生じやすいが、これを防
止するためには急速熱処理により熱サイクルを低減する
ことが必要である。また、例えば高誘電体材料を使用し
てキャパシター絶縁膜を形成する場合には、メタルオキ
サイド（Ｔａ2 Ｏ5 等）、ポリイミド（パッシベーショ
ン膜）等の成膜を可能にするメタル成膜とドーピングが
できる複合プロセス処理が可能なシステムが必要とされ
るに至った。In addition, for example, in the formation of a LOCOS oxide film, the compressive stress of the adjacent LOCOS oxide film expands due to a synergistic effect due to the thermal cycle, and the reliability of surface potential fluctuation, leak current, breakdown voltage, etc. is likely to decrease. However, in order to prevent this, it is necessary to reduce the thermal cycle by rapid thermal processing. Further, for example, when a capacitor insulating film is formed using a high dielectric material, metal film formation and doping that enable film formation of metal oxide (Ta 2 O 5, etc.), polyimide (passivation film), etc. It has become necessary to develop a system that can handle complex processes.
【０００５】そして、半導体ウエハの径が８インチから
１２インチへと大径化しつつある現状においては、半導
体ウエハの中央部と周辺部との温度差を小さくして均一
に急速に熱処理ができ、半導体ウエハに生じやすいスリ
ップ、歪、ソリの低減化を図り、半導体デバイスの製作
上不都合が生じないようにする必要がある。In the present situation where the diameter of the semiconductor wafer is increasing from 8 inches to 12 inches, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer can be reduced to perform uniform and rapid heat treatment, It is necessary to reduce slip, distortion, and warp that are likely to occur on a semiconductor wafer so as to avoid inconvenience in manufacturing a semiconductor device.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の縦型の
バッチ処理型熱処理装置においては、石英製のウエハボ
ートに積層収納された半導体ウエハを取り囲むように筒
状の発熱源を配置して、半導体ウエハの周辺部から中央
部に向かって加熱するようにしているため、半導体ウエ
ハを急速に加熱しようとすると、半導体ウエハの中央部
と周辺部との間に大きな温度勾配が生じて、均一な熱処
理ができない問題がある。そこで、本発明の目的は、面
状の被処理体の全面を均一な温度で加熱処理することが
できる熱処理装置を提供することにある。However, in the conventional vertical batch processing type heat treatment apparatus, a cylindrical heat source is arranged so as to surround semiconductor wafers stacked and accommodated in a quartz wafer boat, Since the semiconductor wafer is heated from the peripheral portion toward the central portion, when a semiconductor wafer is rapidly heated, a large temperature gradient is generated between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer, and a uniform temperature is generated. There is a problem that heat treatment cannot be performed. Then, the objective of this invention is providing the heat processing apparatus which can heat-process the whole surface of a planar object at a uniform temperature.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の熱処理装置は、面状の被処理体の処理面に
対向するよう配置された面状発熱源と、前記面状の被処
理体の処理面とは反対側の裏面に対向する位置に配置さ
れた、当該面状の被処理体の外周縁を超えて伸びる大き
さの蓄熱部とを備えてなることを特徴とする。また、蓄
熱部における面状の被処理体との対向面が、中央から外
周に向かうに従って当該面状の被処理体に接近する方向
に傾斜していることが好ましい。In order to achieve the above object, a heat treatment apparatus of the present invention comprises a planar heat source arranged so as to face a processing surface of a planar object, and the planar heat source. It is characterized in that it comprises a heat storage portion arranged at a position facing the back surface on the side opposite to the processing surface of the object to be processed and having a size extending beyond the outer peripheral edge of the planar object to be processed. .. In addition, it is preferable that the surface of the heat storage unit facing the planar object be inclined in a direction approaching the planar object from the center toward the outer periphery.
【０００８】[0008]
【作用】本発明においては、面状発熱源を面状の被処理
体の処理面に対向するよう配置するので、面状発熱源か
らの放射熱が被処理体の全面に垂直に入射するようにな
る。しかも、蓄熱部における面状の被処理体との対向面
が、面状の被処理体の外周縁を超えて伸びているので、
当該蓄熱部にも放射熱が入射するようになり、その蓄熱
作用により、面状の被処理体の外周側の放熱が抑制さ
れ、面状の被処理体の中央部と外周部との温度差が小さ
くなる。従って、面状の被処理体の全面を均一な温度で
加熱処理することができる。また、蓄熱部における面状
の被処理体との対向面を、中央から外周に向かうに従っ
て当該面状の被処理体に接近する方向に傾斜させること
により、面状の被処理体の中央における放熱を大きく
し、外周における放熱を小さくすることができるので、
さらに温度均一性の高い状態で加熱処理することが可能
となる。In the present invention, the planar heat source is arranged so as to face the processing surface of the planar object, so that the radiant heat from the planar heat source is vertically incident on the entire surface of the object. become. Moreover, since the surface of the heat storage section facing the planar object to be processed extends beyond the outer peripheral edge of the planar object to be processed,
Radiant heat also enters the heat storage part, and the heat storage action suppresses heat radiation on the outer peripheral side of the planar object, resulting in a temperature difference between the central part and the outer peripheral part of the planar object. Becomes smaller. Therefore, the entire surface of the planar object can be heat-treated at a uniform temperature. In addition, by sloping the surface of the heat storage unit facing the planar object to be processed toward the outer periphery from the center, the heat is dissipated in the center of the planar object. Since it is possible to increase the
Furthermore, the heat treatment can be performed in a state where the temperature uniformity is high.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。なお、以
下の実施例は面状の被処理体として半導体ウエハを使用
した例であるが、本発明においては、半導体ウエハに限
定されることはなく、例えばＬＣＤ等のようにその他の
面状の被処理体を用いることもできる。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. The following examples are examples in which a semiconductor wafer is used as a planar object to be processed, but the present invention is not limited to the semiconductor wafer, and other planar objects such as LCD can be used. An object to be processed can also be used.
【００１０】〔実施例１〕この実施例では、特に、半導
体ウエハの酸化・拡散処理を行う場合に好適な熱処理装
置について説明する。図１は本実施例に係る熱処理装置
の概略図であり、１は面状の被処理体としての半導体ウ
エハ、２は面状発熱源、３はウエハ保持具、３０は蓄熱
部である。半導体ウエハ１の処理面１１に対向するよう
例えば直上部において保温材４の上部内壁に面状発熱源
２が固定配置されている。なお、この面状発熱源２は、
図１のように半導体ウエハ１の直上に配置してもよい
し、あるいは半導体ウエハ１の処理面１１を下方にして
その直下に配置してもよい。半導体ウエハ１の処理面１
１とは反対側の裏面１２に対向する位置には、当該半導
体ウエハ１の外周縁１３を超えて伸びる大きさの蓄熱部
３０が配置されている。[Embodiment 1] In this embodiment, a heat treatment apparatus particularly suitable for performing oxidation / diffusion treatment of a semiconductor wafer will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a heat treatment apparatus according to the present embodiment. Reference numeral 1 is a semiconductor wafer as a planar object to be processed, 2 is a planar heat source, 3 is a wafer holder, and 30 is a heat storage unit. The planar heat generating source 2 is fixedly arranged on the inner wall of the upper portion of the heat insulating material 4 immediately above, for example, so as to face the processing surface 11 of the semiconductor wafer 1. The planar heat source 2 is
It may be arranged directly above the semiconductor wafer 1 as shown in FIG. 1, or may be arranged immediately below the semiconductor wafer 1 with the processing surface 11 facing downward. Processing surface 1 of semiconductor wafer 1
A heat storage unit 30 having a size extending beyond the outer peripheral edge 13 of the semiconductor wafer 1 is arranged at a position facing the back surface 12 on the side opposite to the side 1.
【００１１】本実施例では、蓄熱部３０は、ウエハ保持
具３の一部を兼ねている。すなわち、ウエハ保持具３
は、図２および図３にも示すように、半導体ウエハ１を
数点例えば３〜５点で保持する保持片３１を有し、この
保持片３１が基台３４に固定され、この基台３４が蓄熱
部３０を兼用している。３２は保持突起、３３はストッ
パーである。保持突起３２の先端は、半導体ウエハ１を
傷つけないようにするために丸みがつけられている。In this embodiment, the heat storage section 30 also serves as a part of the wafer holder 3. That is, the wafer holder 3
As shown in FIGS. 2 and 3, the holding piece 31 holds the semiconductor wafer 1 at several points, for example, 3 to 5, and the holding piece 31 is fixed to the base 34. Also serves as the heat storage unit 30. 32 is a holding protrusion, and 33 is a stopper. The tips of the holding protrusions 32 are rounded so as not to damage the semiconductor wafer 1.
【００１２】蓄熱部３０における半導体ウエハ１との対
向面３５は、半導体ウエハ１と同様に円形状の形態であ
って、その外径Ｄ1 は、半導体ウエハ１の外径Ｄ2 より
も例えば５０ｍｍ以上大きいことが好ましい。例えば半
導体ウエハ１の外径Ｄ2 が８インチの場合は、Ｄ1 は３
００ｍｍ以上が好ましく、例えば外径Ｄ2 が１２インチ
の場合は、Ｄ1 は４００ｍｍ以上が好ましい。蓄熱部３
０の肉厚は、良好な蓄熱効果を得るために、例えば１０
ｍｍ以上であることが好ましい。The surface 35 of the heat storage section 30 facing the semiconductor wafer 1 has a circular shape like the semiconductor wafer 1, and its outer diameter D 1 is, for example, 50 mm larger than the outer diameter D 2 of the semiconductor wafer 1. It is preferably larger than the above. For example, when the outer diameter D 2 of the semiconductor wafer 1 is 8 inches, D 1 is 3
00 mm or more is preferable, and for example, when the outer diameter D 2 is 12 inches, D 1 is preferably 400 mm or more. Heat storage part 3
A wall thickness of 0 is, for example, 10 to obtain a good heat storage effect.
It is preferably at least mm.
【００１３】また、図４に示すように、蓄熱部３０にお
ける対向面３５が、中央から外周に向かうに従って当該
半導体ウエハ１に接近する方向に傾斜していることが好
ましい。傾斜角θは一様であってもよいし、変化しても
よい。ただし、このθをあまり大きくしすぎると、蓄熱
部３０における対向面３５が半導体ウエハ１の外周部に
接近しすぎる結果となって、却って放熱を阻害し、温度
均一性が悪くなる場合がある。このような観点から、θ
としては５〜１５°が好ましい。ウエハ保持具３は、例
えば高純度炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のように耐熱性が優
れ、かつ、汚染の少ない材料により構成することが好ま
しい。特に、高純度炭化ケイ素（ＳｉＣ）は石英（Ｓｉ
Ｏ2 ）よりも耐熱性が優れており、約１２００℃の高温
にも十分に耐えることができるので、酸化・拡散処理用
の材料として好適なものである。Further, as shown in FIG. 4, it is preferable that the facing surface 35 of the heat storage section 30 is inclined in a direction approaching the semiconductor wafer 1 from the center toward the outer periphery. The inclination angle θ may be uniform or may change. However, if this θ is set too large, the opposing surface 35 of the heat storage section 30 may be too close to the outer peripheral portion of the semiconductor wafer 1, which may rather hinder heat dissipation and deteriorate the temperature uniformity. From this point of view, θ
Is preferably 5 to 15 °. The wafer holder 3 is preferably made of a material such as high-purity silicon carbide (SiC) having excellent heat resistance and little pollution. In particular, high-purity silicon carbide (SiC) is quartz (Si
It has better heat resistance than O 2 ) and can sufficiently withstand a high temperature of about 1200 ° C., and is therefore suitable as a material for oxidation / diffusion treatment.
【００１４】面状発熱源２は、半導体ウエハ１の少なく
とも直上部に位置するよう保温材４の上部内壁に固定配
置されている。この面状発熱源２は、例えば二ケイ化モ
リブデン（ＭｏＳｉ2 ）、鉄（Ｆｅ）とクロム（Ｃｒ）
とアルミニウム（Ａｌ）の合金線であるカンタル（商品
名）線等の抵抗発熱体を面状に配置することにより構成
することができる。例えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳ
ｉ2 ）は、単線として使用することができ、カンタル線
はコイルとして使用することができる。特に、二ケイ化
モリブデン（ＭｏＳｉ2 ）は約１８００℃の高温にも十
分に耐えることができるので、酸化・拡散処理の材料と
しては好適である。特に、汚染の少ない材料としては、
高純度炭化ケイ素（ＳｉＣ）、グラファイト（Ｃ）の表
面を炭化ケイ素（ＳｉＣ）で被覆したもの等が挙げられ
る。The planar heat source 2 is fixedly arranged on the upper inner wall of the heat insulating material 4 so as to be located at least directly above the semiconductor wafer 1. The planar heat source 2 is, for example, molybdenum disilicide (MoSi 2 ), iron (Fe) and chromium (Cr).
And a resistance heating element such as a Kanthal (trade name) wire which is an alloy wire of aluminum and aluminum (Al) are arranged in a plane. For example, molybdenum disilicide (MoS
i 2 ) can be used as a single wire and Kanthal wire can be used as a coil. In particular, molybdenum disilicide (MoSi 2 ) can sufficiently withstand a high temperature of about 1800 ° C., and is therefore suitable as a material for oxidation / diffusion treatment. Especially as a material with less pollution,
Examples include high-purity silicon carbide (SiC) and graphite (C) whose surface is coated with silicon carbide (SiC).
【００１５】この面状発熱源２の発熱面は、半導体ウエ
ハ１の処理面１１と同様の形態、すなわち円形状である
ことが好ましく、また、その外径が半導体ウエハ１の外
径の２倍以上であることが好ましい。このような条件を
満たす面状発熱源２によれば、半導体ウエハ１の中央部
と周辺部との間の温度差を十分に小さくすることがで
き、半導体ウエハ１の処理面１１の全面をさらに均一な
温度で熱処理することができる。The heat generating surface of the planar heat source 2 preferably has the same shape as the processing surface 11 of the semiconductor wafer 1, that is, a circular shape, and its outer diameter is twice the outer diameter of the semiconductor wafer 1. The above is preferable. According to the planar heat source 2 that satisfies such a condition, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 can be sufficiently reduced, and the entire processing surface 11 of the semiconductor wafer 1 can be further improved. The heat treatment can be performed at a uniform temperature.
【００１６】面状発熱源２と半導体ウエハ１との最短離
間距離Ｌ（図１参照）は、装置を小型化する観点からは
短い方がよいが、大面積の半導体ウエハ１の全面を均一
な温度で加熱する観点からは長い方がよい。具体的に
は、両条件をある程度満足し得る距離、例えば５０〜１
５０ｍｍ程度とされる。ここで「最短離間距離」とは、
半導体ウエハ１の接近が停止されて静止した状態でプロ
セス処理されるときの所定位置から面状発熱源２までの
距離をいう。The shortest distance L (see FIG. 1) between the planar heat source 2 and the semiconductor wafer 1 is preferably short from the viewpoint of downsizing the apparatus, but the entire surface of the large-sized semiconductor wafer 1 is uniform. From the viewpoint of heating at temperature, the longer the better. Specifically, a distance that can satisfy both conditions to some extent, for example, 50 to 1
It is about 50 mm. Here, the "shortest distance" is
The distance from the predetermined position to the planar heat generating source 2 when the semiconductor wafer 1 is processed while being stopped and stopped.
【００１７】半導体ウエハ１の裏面１２側には熱電対等
からなる温度センサー２６（図１参照）が設けられてお
り、これらの温度センサー２６は加熱制御部２５に接続
されている。加熱制御部２５は、温度センサー２６から
の信号に基づいて、面状発熱源２の温度を制御するもの
である。なお、温度センサー２６により面状発熱源２の
温度を検出する代わりに、放射温度計を用いて半導体ウ
エハ１の温度を直接測定するようにしてもよい。A temperature sensor 26 (see FIG. 1) including a thermocouple or the like is provided on the back surface 12 side of the semiconductor wafer 1, and these temperature sensors 26 are connected to a heating controller 25. The heating control unit 25 controls the temperature of the planar heat source 2 based on a signal from the temperature sensor 26. Instead of detecting the temperature of the planar heat source 2 by the temperature sensor 26, the temperature of the semiconductor wafer 1 may be directly measured by using a radiation thermometer.
【００１８】面状発熱源２の発熱面は、半導体ウエハ１
と平行に配置されることが好ましい。また、面状発熱源
２の発熱面は、全体が一様な平面であってもよいし、周
辺部が半導体ウエハ１に接近する方向に湾曲していても
よい。面状発熱源２の温度は、半導体ウエハ１の最高使
用温度よりも１００〜３００℃高いことが好ましい。The heat generating surface of the planar heat source 2 is the semiconductor wafer 1
It is preferably arranged in parallel with. The heat generating surface of the planar heat generating source 2 may be a flat surface as a whole, or the peripheral portion may be curved in a direction approaching the semiconductor wafer 1. The temperature of the planar heat source 2 is preferably 100 to 300 ° C. higher than the maximum operating temperature of the semiconductor wafer 1.
【００１９】また、図５に示すように、面状発熱源２と
半導体ウエハ１との間に面状の均熱部材２３を配置する
ようにしてもよい。この均熱部材２３は、面状発熱源２
に発熱ムラが存在する場合にこの発熱ムラを解消して半
導体ウエハ１に向かう放射熱を十分に垂直方向に制御す
るものである。また、均熱部材２３を例えば高純度炭化
ケイ素（ＳｉＣ）等のように汚染の少ない材料により構
成し、さらにこの均熱部材２３により面状発熱源２を処
理空間から完全に隔離することにより、面状発熱源２が
汚染の原因となる重金属を含む材料により構成されてい
る場合にも、当該重金属による汚染を有効に防止するこ
とができる。Further, as shown in FIG. 5, a planar heat equalizing member 23 may be arranged between the planar heat source 2 and the semiconductor wafer 1. This heat equalizing member 23 is used for the planar heat source 2
When there is unevenness in heat generation, the unevenness in heat generation is eliminated and radiant heat directed to the semiconductor wafer 1 is sufficiently controlled in the vertical direction. Further, the heat equalizing member 23 is made of a material with less pollution such as high-purity silicon carbide (SiC), and the heat equalizing member 23 completely isolates the planar heat source 2 from the processing space. Even when the planar heat source 2 is made of a material containing a heavy metal that causes pollution, it is possible to effectively prevent the pollution by the heavy metal.
【００２０】この均熱部材２３は半導体ウエハ１の少な
くとも直上部に位置するよう配置され、その外径は面状
発熱源２の場合と同様に半導体ウエハ１の外径の２倍以
上であることが好ましい。また、この均熱部材２３は、
その中央部の肉厚が周辺部の肉厚より厚いことが好まし
い。このような肉厚とすることにより、半導体ウエハ１
の周辺部の熱放散を少なくして中央部と周辺部との間の
温度の均一性をさらに高めることができる。また、この
均熱部材２３は、その周辺部が半導体ウエハ１に接近す
る方向に湾曲する形態としてもよい。このような湾曲し
た周辺部を有することにより、半導体ウエハ１の周辺部
の熱放散を少なくして中央部と周辺部との温度差を小さ
くすることができる。The heat equalizing member 23 is arranged so as to be positioned at least immediately above the semiconductor wafer 1, and its outer diameter is at least twice the outer diameter of the semiconductor wafer 1 as in the case of the planar heat source 2. Is preferred. Further, the heat equalizing member 23,
It is preferable that the thickness of the central portion is thicker than the thickness of the peripheral portion. With such a thickness, the semiconductor wafer 1
It is possible to reduce the heat dissipation in the peripheral portion of the and to further increase the temperature uniformity between the central portion and the peripheral portion. Further, the heat equalizing member 23 may have a shape in which its peripheral portion is curved in a direction approaching the semiconductor wafer 1. By having such a curved peripheral portion, it is possible to reduce heat dissipation in the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 and reduce the temperature difference between the central portion and the peripheral portion.
【００２１】図１の５は移動機構であり、この移動機構
５は、ウエハ保持具３を面状発熱源２に対して急速に接
近移動させ、次いで急速に後退移動させるものであり、
モータ５１と、駆動軸５２と、駆動アーム５３とにより
構成されている。モータ５１は駆動軸５２に連結されて
いて、モータ５１により駆動軸５２が回転制御される。
駆動軸５２にはネジが設けられており、このネジを介し
て駆動アーム５３の一端と螺合されている。駆動アーム
５３の他端は後述するモータ６１を介してウエハ保持具
３に連結されている。モータ５１が駆動軸５２を回転さ
せると、この駆動軸５２に設けられたネジの作用により
駆動アーム５３が上昇または下降移動し、この駆動アー
ム５３の移動に伴ってウエハ保持具３が上昇または下降
移動する。従って、モータ５１の回転を制御回路により
制御することにより、ウエハ保持具３の上昇速度または
下降速度を適宜調整することができる。ウエハ保持具３
の移動距離は例えば３００〜６００ｍｍ程度であり、移
動速度は５０〜２００ｍｍ／ｓｅｃ以上の急速とするの
が好ましい。Reference numeral 5 in FIG. 1 denotes a moving mechanism. This moving mechanism 5 moves the wafer holder 3 rapidly toward the planar heat source 2 and then moves backward rapidly.
It is composed of a motor 51, a drive shaft 52, and a drive arm 53. The motor 51 is connected to the drive shaft 52, and the drive shaft 52 is rotationally controlled by the motor 51.
The drive shaft 52 is provided with a screw, and is screwed to one end of the drive arm 53 via this screw. The other end of the drive arm 53 is connected to the wafer holder 3 via a motor 61 described later. When the motor 51 rotates the drive shaft 52, the drive arm 53 moves up or down by the action of the screw provided on the drive shaft 52, and the wafer holder 3 moves up or down as the drive arm 53 moves. Moving. Therefore, by controlling the rotation of the motor 51 by the control circuit, the rising speed or the falling speed of the wafer holder 3 can be appropriately adjusted. Wafer holder 3
The moving distance is about 300 to 600 mm, and the moving speed is preferably as rapid as 50 to 200 mm / sec or more.
【００２２】図６は、酸化・拡散処理における熱処理モ
ードの一例を示し、面状発熱源２の温度を例えば１３０
０℃の一定温度とした状態で、窒素ガス（Ｎ2 ）を流し
ながら、半導体ウエハ１の温度が室温から約５００℃に
到達するように、例えば２００ｍｍ／ｓｅｃの上昇速度
でウエハ保持具３を上昇移動させる。半導体ウエハ１の
温度が約５００℃に到達したら、さらに半導体ウエハ１
の温度が約１２００℃に到達するように、例えば１００
ｍｍ／ｓｅｃの上昇速度でウエハ保持具３をさらに上昇
移動させる。半導体ウエハ１の温度が約１２００℃に到
達したら、ウエハ保持具３を当該位置に固定した状態
で、窒素ガスの供給を停止し、次いで酸素ガス（Ｏ2 ）
を供給しながら、酸化・拡散処理を行う。酸化・拡散処
理が終了したら、上記の工程を逆の順番で繰返すことに
より、半導体ウエハ１の温度を室温まで冷却する。FIG. 6 shows an example of the heat treatment mode in the oxidation / diffusion treatment, and the temperature of the sheet heating source 2 is set to 130, for example.
With the nitrogen gas (N 2 ) flowing at a constant temperature of 0 ° C., the wafer holder 3 is moved at a rising speed of, for example, 200 mm / sec so that the temperature of the semiconductor wafer 1 reaches about 500 ° C. from room temperature. Move up. When the temperature of the semiconductor wafer 1 reaches about 500 ° C., the semiconductor wafer 1 is further
So that the temperature reaches about 1200 ° C, for example 100
The wafer holder 3 is further moved upward at an ascending speed of mm / sec. When the temperature of the semiconductor wafer 1 reaches about 1200 ° C., the supply of nitrogen gas is stopped while the wafer holder 3 is fixed at that position, and then the oxygen gas (O 2 )
While performing the oxidation / diffusion treatment. When the oxidation / diffusion process is completed, the temperature of the semiconductor wafer 1 is cooled to room temperature by repeating the above steps in the reverse order.
【００２３】半導体ウエハ１の酸化・拡散処理中は、回
転機構６により半導体ウエハ１がその中心を軸として回
転移動される。回転機構６において、モータ６１は半導
体ウエハ１をウエハ保持具３と共に回転するものであ
る。During the oxidation / diffusion process of the semiconductor wafer 1, the rotation mechanism 6 rotates the semiconductor wafer 1 about its center. In the rotating mechanism 6, the motor 61 rotates the semiconductor wafer 1 together with the wafer holder 3.
【００２４】図１の保温材４は、例えばアルミナセラミ
ックスからなり、半導体ウエハ１の移動方向に沿って適
正な温度勾配をもたせるために、下部に向かうに従って
肉厚が薄くなっている。すなわち、下部に至るほど保温
効果を少なくしている。保温材４の下端部には、熱処理
の終了後に半導体ウエハ１を急速に冷却するための冷却
手段（図示省略）を設けることが好ましい。冷却手段と
しては、アンモニア、二硫化イオウ、水等の冷媒を用い
ることができる。冷媒の潜熱を利用して例えば３００〜
４００℃の温度に冷却する。保温材４の内径は、半導体
ウエハの温度を考慮して定めることが好ましいが、例え
ば半導体ウエハが８インチの場合には、その２倍程度の
４００〜５００ｍｍφが好ましい。The heat insulating material 4 shown in FIG. 1 is made of, for example, alumina ceramics, and its thickness becomes smaller toward the lower part in order to have a proper temperature gradient along the moving direction of the semiconductor wafer 1. That is, the heat insulating effect is reduced toward the bottom. At the lower end of the heat insulating material 4, it is preferable to provide cooling means (not shown) for rapidly cooling the semiconductor wafer 1 after the heat treatment is completed. Refrigerants such as ammonia, sulfur disulfide, and water can be used as the cooling means. Utilizing the latent heat of the refrigerant, for example, 300 to
Cool to a temperature of 400 ° C. The inner diameter of the heat insulating material 4 is preferably determined in consideration of the temperature of the semiconductor wafer. For example, when the semiconductor wafer is 8 inches, it is preferably about 400 to 500 mmφ, which is about twice the inner diameter.
【００２５】図１の７は処理容器であり、例えば石英
（ＳｉＯ2 ）により形成されている。この処理容器７は
下端に開口を有する筒状の形態を有しており、ウエハ保
持具３および半導体ウエハ１を面状発熱源２および保温
材４から隔離して半導体ウエハ１の雰囲気を外部から分
離するものである。Reference numeral 7 in FIG. 1 denotes a processing container, which is made of, for example, quartz (SiO 2 ). This processing container 7 has a cylindrical shape having an opening at the lower end, and isolates the wafer holder 3 and the semiconductor wafer 1 from the planar heat source 2 and the heat insulating material 4 to keep the atmosphere of the semiconductor wafer 1 from the outside. To separate.
【００２６】図１の８はガス導入管であり、その一端が
処理容器７の下部から外部に突出し、その他端が処理容
器７の内部において上方に伸長して半導体ウエハ１の斜
め上方に位置されている。このガス導入管８は、処理容
器７に対して例えばＯリングをネジにより締め付けるこ
とにより気密に固定されている。Reference numeral 8 in FIG. 1 denotes a gas introduction pipe, one end of which is projected from the lower portion of the processing container 7 to the outside, and the other end of which is extended upward inside the processing container 7 and is positioned diagonally above the semiconductor wafer 1. ing. The gas introduction pipe 8 is airtightly fixed to the processing container 7 by tightening an O-ring with a screw, for example.
【００２７】図１の９はガス排出管であり、処理容器７
の下部において処理容器７の内外を貫通するように設け
られている。移動機構５によってウエハ保持具３が上昇
し、半導体ウエハ１が完全に処理容器７内に収納された
状態で、処理容器７がすべて密閉された状態となるよう
にしている。ガス導入管８から処理容器７内にプロセス
ガスを導入し、面状発熱源２による放射熱によって処理
容器７内の温度を酸化・拡散処理に必要な所定温度にす
る。処理容器７内の温度は、面状発熱源２からの距離が
一定であれば、一定の温度となるので、半導体ウエハ１
の最高位置をあらかじめ設定しておくことにより、酸化
・拡散処理に必要な所定温度（例えば１２００℃）とす
ることができる。半導体ウエハ１は、加熱下でのプロセ
スガスの反応により酸化・拡散処理がなされる。Reference numeral 9 in FIG. 1 denotes a gas discharge pipe, which is a processing container 7.
Is provided so as to penetrate the inside and outside of the processing container 7 at the lower part of the. The wafer holder 3 is lifted by the moving mechanism 5 so that the semiconductor wafer 1 is completely stored in the processing container 7 and the processing container 7 is completely sealed. A process gas is introduced into the processing container 7 from the gas introduction pipe 8 and the temperature in the processing container 7 is brought to a predetermined temperature necessary for the oxidation / diffusion processing by the radiant heat from the planar heat source 2. Since the temperature inside the processing container 7 is constant if the distance from the planar heat source 2 is constant, the semiconductor wafer 1
By previously setting the maximum position of, the temperature can be set to a predetermined temperature (for example, 1200 ° C.) necessary for the oxidation / diffusion treatment. The semiconductor wafer 1 is oxidized / diffused by the reaction of the process gas under heating.
【００２８】このような熱処理装置によれば、面状発熱
源２よりの放射熱が、図７において矢印で示すように、
半導体ウエハ１の処理面（上面）１１にほぼ垂直に向か
うようになる。しかも、蓄熱部３０における対向面３５
にも放射熱が入射するようになり、その蓄熱作用により
半導体ウエハ１の外周側の放熱が抑制され、半導体ウエ
ハ１の中央部と外周部との温度差が小さくなる。従っ
て、半導体ウエハ１の外径が例えば１２インチと大面積
であってもその処理面１１の全体にわたって均一な温度
で加熱することができる。また、半導体ウエハ１と面状
発熱源２とを相対的に急速に接近させるので急速加熱が
可能となる。その結果、半導体ウエハ１にスリップ、
歪、ソリ等が生ぜず、信頼性の高い熱処理が可能とな
り、また、最近の半導体デバイスのデザインルールの微
細化、半導体ウエハの大径化に対応した急速熱処理が可
能となる。従って、例えば５０〜１００Åのドーピング
処理、ゲート酸化膜やキャパシター絶縁膜の極薄膜形
成、０．１μｍ以下の浅いＰＮ接合の形成、ＬＯＣＯＳ
酸化膜の形成、高誘電体材料を使用したキャパシター絶
縁膜の形成等の種々の熱処理において、著しく優れた効
果を発揮する。According to such a heat treatment apparatus, the radiant heat from the planar heat source 2 is as shown by the arrow in FIG.
The semiconductor wafer 1 is oriented substantially perpendicular to the processing surface (upper surface) 11 of the semiconductor wafer 1. Moreover, the facing surface 35 of the heat storage unit 30
Radiant heat is also incident on the outer peripheral side of the semiconductor wafer 1 due to its heat storage effect, and the temperature difference between the central portion and the outer peripheral portion of the semiconductor wafer 1 is reduced. Therefore, even if the outer diameter of the semiconductor wafer 1 is as large as 12 inches, for example, the entire processing surface 11 can be heated at a uniform temperature. Further, since the semiconductor wafer 1 and the planar heat source 2 are brought relatively close to each other, rapid heating is possible. As a result, the semiconductor wafer 1 slips,
It is possible to perform highly reliable heat treatment without causing distortion, warpage, etc. Further, it is possible to perform rapid heat treatment corresponding to the recent miniaturization of design rules of semiconductor devices and the increase in diameter of semiconductor wafers. Therefore, for example, doping treatment of 50 to 100 Å, formation of a very thin film of gate oxide film and capacitor insulating film, formation of shallow PN junction of 0.1 μm or less, LOCOS
It exhibits a remarkably excellent effect in various heat treatments such as formation of an oxide film and formation of a capacitor insulating film using a high dielectric material.
【００２９】半導体ウエハ１と面状発熱源２とを相対的
に急速に接近させる場合、面状発熱源２を固定して半導
体ウエハ１を上昇させてもよいし、半導体ウエハ１を固
定配置して面状発熱源２を下降させるようにしてもよ
い。相対的な接近速度は、半導体ウエハ１の処理面１１
の温度上昇速度が例えば２０℃／ｓｅｃ以上、特に、１
００℃／ｓｅｃ以上となるような速度であることが好ま
しい。具体的な接近速度としては、５０〜２００ｍｍ／
ｓｅｃ以上が好ましい。When the semiconductor wafer 1 and the planar heating source 2 are brought relatively close to each other, the planar heating source 2 may be fixed to raise the semiconductor wafer 1, or the semiconductor wafer 1 may be fixedly arranged. The planar heat source 2 may be moved down. The relative approach speed is determined by the processing surface 11 of the semiconductor wafer 1.
Temperature rise rate is, for example, 20 ° C./sec or more, especially 1
It is preferable that the speed is not less than 00 ° C./sec. The specific approach speed is 50 to 200 mm /
It is preferably sec or more.
【００３０】なお、半導体ウエハ１と面状発熱源２とを
相対的に急速に接近させて当該半導体ウエハ１を加熱す
るに際して、半導体ウエハ１と面状発熱源２との最短離
間距離Ｌの設定値を変更することにより、温度の異なる
複数の熱処理を行うこともできる。すなわち、半導体ウ
エハ１と面状発熱源２との最短離間距離Ｌを変更するこ
とにより、半導体ウエハ１の加熱温度の最高値を所望値
に設定することができるので、例えば温度１２００℃程
度の高温処理や温度５００℃程度の低温処理を適宜選択
して行うことができ、複合プロセス処理が可能となる。When heating the semiconductor wafer 1 by bringing the semiconductor wafer 1 and the planar heating source 2 closer to each other relatively quickly, the minimum distance L between the semiconductor wafer 1 and the planar heating source 2 is set. By changing the value, a plurality of heat treatments with different temperatures can be performed. That is, the maximum value of the heating temperature of the semiconductor wafer 1 can be set to a desired value by changing the shortest separation distance L between the semiconductor wafer 1 and the planar heat source 2, and therefore, for example, a high temperature of about 1200 ° C. A treatment or a low-temperature treatment at a temperature of about 500 ° C. can be appropriately selected and performed, and a composite process treatment can be performed.
【００３１】〔実施例２〕図８は本実施例に係る熱処理
装置の要部の概略図である。本実施例では、蓄熱部３０
と、ウエハ保持具３とを別個独立の構成としたほかは実
施例１と同様の構成である。ウエハ保持具３の基台３４
の外径は半導体ウエハ１よりも小さく、当該基台３４の
外周側にほぼ同心円状に環状の蓄熱部３０が配置されて
いる。この環状の蓄熱部３０は、ウエハ保持具３とは独
立に上下動させることができ、従って、半導体ウエハ１
と蓄熱部３０との離間距離Ｌ2を適宜調整することによ
り、さらに温度均一性の高い熱処理が可能となる。[Embodiment 2] FIG. 8 is a schematic view of a main part of a heat treatment apparatus according to this embodiment. In this embodiment, the heat storage unit 30
And the wafer holder 3 are separately and independently configured, and have the same configuration as the first embodiment. Wafer holder 3 base 34
The outer diameter of is smaller than that of the semiconductor wafer 1, and an annular heat storage section 30 is arranged in a substantially concentric shape on the outer peripheral side of the base 34. This annular heat storage unit 30 can be moved up and down independently of the wafer holder 3, and therefore the semiconductor wafer 1
By appropriately adjusting the separation distance L 2 between the heat storage unit 30 and the heat storage unit 30, it is possible to perform heat treatment with higher temperature uniformity.
【００３２】〔実施例３〕本実施例では、特に、半導体
ウエハのＣＶＤ処理を行う場合に好適な熱処理装置につ
いて説明する。図９は、当該熱処理装置の概略を示し、
ウエハ保持具３、移動機構５、回転機構６は、図１に示
した実施例１と同様の構成である。面状発熱源２は、そ
の周辺部が半導体ウエハ１に接近する方向に湾曲した形
態を有している。通常半導体ウエハ１の中央部よりも周
辺部が放熱効果が大きいが、このように面状発熱源２の
周辺部を半導体ウエハ１に接近する方向に湾曲させるこ
とにより半導体ウエハ１の周辺部の放熱を抑制すること
ができ、半導体ウエハ１の全面の温度をさらに均一化す
ることができる。保温材４の上部内壁は、面状発熱源２
の湾曲した周辺部を受容し得る形態となっている。[Embodiment 3] In this embodiment, a heat treatment apparatus particularly suitable for performing a CVD process on a semiconductor wafer will be described. FIG. 9 shows an outline of the heat treatment apparatus,
The wafer holder 3, the moving mechanism 5, and the rotating mechanism 6 have the same configurations as those of the first embodiment shown in FIG. The planar heat source 2 has a shape in which its peripheral portion is curved in a direction approaching the semiconductor wafer 1. Normally, the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 has a greater heat radiation effect than the central portion, but by thus bending the peripheral portion of the planar heat source 2 in the direction of approaching the semiconductor wafer 1, heat radiation of the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 is performed. Can be suppressed, and the temperature of the entire surface of the semiconductor wafer 1 can be made more uniform. The inner wall of the upper portion of the heat insulating material 4 is the planar heat source 2
It has a shape capable of receiving the curved peripheral portion of the.
【００３３】処理容器７は、外管７１と内管７２とを備
えた二重管構造になっており、外管７１は、石英（Ｓｉ
Ｏ2 ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端
に開口を有する円筒状の形態である。内管７２は、上端
および下端の両端に開口を有する円筒状の形態を有し、
外管７１内に間隔をおいて同心円状に配置されている。
内管７２の上部開口から上昇したガスは、内管７２と外
管７１との間の間隙を介して系外へ排出されるようにな
っている。外管７１および内管７２の下端開口には、例
えばステンレス等よりなるマニホールド７３が係合さ
れ、このマニホールド７３に外管７１および内管７２が
保持されている。このマニホールド７３は基台（図示省
略）に固定されている。The processing container 7 has a double tube structure including an outer tube 71 and an inner tube 72, and the outer tube 71 is made of quartz (Si).
It is made of a heat resistant material such as O 2 ) and has a cylindrical shape having an upper end closed and an opening at the lower end. The inner pipe 72 has a cylindrical shape having openings at both upper and lower ends,
They are concentrically arranged in the outer tube 71 at intervals.
The gas that has risen from the upper opening of the inner pipe 72 is discharged to the outside of the system through the gap between the inner pipe 72 and the outer pipe 71. A manifold 73 made of, for example, stainless steel is engaged with the lower end openings of the outer pipe 71 and the inner pipe 72, and the outer pipe 71 and the inner pipe 72 are held by the manifold 73. The manifold 73 is fixed to a base (not shown).
【００３４】外管７１の下端部およびマニホールド７３
の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジ７１Ａお
よび７３Ａが設けられ、フランジ７１Ａ，７３Ａ間には
弾性部材よりなるＯリング７４が配置され、両者の間が
気密封止されている。内管７２の下端部は、マニホール
ド７３の内壁の中段より内方へ突出させて形成した保持
部７５により保持されている。The lower end of the outer pipe 71 and the manifold 73
Annular flanges 71A and 73A are provided at the upper open end of each, and an O-ring 74 made of an elastic member is arranged between the flanges 71A and 73A to hermetically seal between the two. The lower end portion of the inner pipe 72 is held by a holding portion 75 formed by projecting inward from the middle stage of the inner wall of the manifold 73.
【００３５】マニホールド７３の下段の一側には、上方
の熱処理部に向けて屈曲された例えば石英からなる第１
のガス導入管７６がシール部材（図示省略）を介して貫
通しており、処理容器７内に成膜用ガス、例えばジクロ
ルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスが供給されるようにな
っている。この第１のガス導入管７６は、ガス供給源
（図示省略）に接続されている。マニホールド７３の下
段の他側には、上方の熱処理部に向けて屈曲された例え
ば石英からなる第２のガス導入管７７がシール部材（図
示省略）を介して貫通しており、処理容器７内に成膜用
ガス、例えばアンモニア（ＮＨ3 ）ガスが供給されるよ
うになっている。この第２のガス導入管７７は、ガス供
給源に接続されている。On one side of the lower stage of the manifold 73, there is formed a first bent portion which is bent toward the upper heat treatment portion and is made of, for example, quartz.
The gas introduction pipe 76 of FIG. 2 penetrates through a sealing member (not shown), and a film forming gas, for example, dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas is supplied into the processing container 7. The first gas introduction pipe 76 is connected to a gas supply source (not shown). A second gas introduction pipe 77 made of, for example, quartz and bent toward the upper heat treatment portion penetrates through the seal member (not shown) to the other side of the lower part of the manifold 73. A film forming gas, for example, ammonia (NH 3 ) gas is supplied. The second gas introduction pipe 77 is connected to the gas supply source.
【００３６】マニホールド７３の上段には、真空ポンプ
（図示省略）等の排気系に接続された排気管７８が接続
されており、内管７２と外管７１との間の間隙を流下す
る処理済ガスを系外に排出し、処理容器７内を所定の圧
力の減圧雰囲気に設定し得るようになっている。マニホ
ールド７３の下端開口部には、例えばステンレス等より
なる円盤状のキャップ部７９が、弾性部材よりなるＯリ
ング８０を介して気密封止可能に着脱自在に取付けられ
ている。An exhaust pipe 78, which is connected to an exhaust system such as a vacuum pump (not shown), is connected to the upper stage of the manifold 73, and has been treated to flow down the gap between the inner pipe 72 and the outer pipe 71. The gas can be discharged to the outside of the system and the inside of the processing container 7 can be set to a depressurized atmosphere of a predetermined pressure. A disc-shaped cap portion 79 made of, for example, stainless steel or the like is detachably attached to the lower end opening of the manifold 73 so as to be hermetically sealed via an O-ring 80 made of an elastic member.
【００３７】このキャップ部７９のほぼ中心部には、例
えば磁気シールにより気密な状態で回転可能な回転軸６
２が貫通している。この回転軸６２はウエハ保持具３の
回転軸であって、その下端部には、これを所定の速度で
もって回転させるためのモータ６１が接続されている。
このモータ６１は、移動機構５の駆動アーム５３に固定
されており、駆動アーム５３の昇降により、キャップ部
７９と回転軸６２とが一体的に昇降して、ウエハ保持具
３をロード、アンロードするようになっている。A rotary shaft 6 which is rotatable in an airtight state by, for example, a magnetic seal is provided at substantially the center of the cap portion 79.
2 penetrates. The rotation shaft 62 is the rotation shaft of the wafer holder 3, and a motor 61 for rotating the wafer holder 3 at a predetermined speed is connected to the lower end portion thereof.
The motor 61 is fixed to the drive arm 53 of the moving mechanism 5, and as the drive arm 53 moves up and down, the cap portion 79 and the rotary shaft 62 move up and down integrally to load and unload the wafer holder 3. It is supposed to do.
【００３８】図９の熱処理装置を用いたＣＶＤ処理の一
例を説明すると、まず、移動機構５によりウエハ保持具
３を下降させてアンロードにする。ウエハ保持具３に１
枚の半導体ウエハ１を保持する。次いで、面状発熱源２
を駆動して発熱させ、ウエハ保持具３の最高位置の雰囲
気を例えば７００℃の均熱状態にする。移動機構５によ
り、ウエハ保持具３を上昇させて処理容器７内にロード
し、処理容器７の内部温度を例えば７００℃に維持す
る。処理容器７内を所定の真空状態まで排気した後、回
転機構６を駆動して、ウエハ保持具３を回転させてその
上に保持された半導体ウエハ１を一体的に回転する。An example of the CVD process using the heat treatment apparatus of FIG. 9 will be described. First, the moving mechanism 5 lowers the wafer holder 3 to unload it. Wafer holder 3 to 1
A semiconductor wafer 1 is held. Next, the planar heat source 2
Is driven to generate heat, and the atmosphere at the highest position of the wafer holder 3 is brought into a uniform temperature state of, for example, 700 ° C. The wafer holder 3 is raised by the moving mechanism 5 and loaded into the processing container 7, and the internal temperature of the processing container 7 is maintained at 700 ° C., for example. After evacuating the inside of the processing container 7 to a predetermined vacuum state, the rotating mechanism 6 is driven to rotate the wafer holder 3 and integrally rotate the semiconductor wafer 1 held thereon.
【００３９】同時に、第１のガス導入管７６から成膜用
ガス例えばジクロルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスを供
給し、第２のガス導入管７７から成膜用ガス例えばアン
モニア（ＮＨ3 ）ガスを供給する。供給された成膜用ガ
スは、処理容器７内を上昇し、半導体ウエハ１の上方か
ら半導体ウエハ１に対して均等に供給される。処理容器
７内は、排気系（図示省略）により排気され、０．１〜
０．５Ｔｏｒｒの範囲内、例えば０．５Ｔｏｒｒになる
ように圧力が制御され、所定時間成膜処理を行う。At the same time, a film forming gas such as dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas is supplied from the first gas introducing pipe 76, and a film forming gas such as ammonia (NH 3 ) gas is supplied from the second gas introducing pipe 77. Supply. The supplied film forming gas rises in the processing container 7 and is evenly supplied to the semiconductor wafer 1 from above the semiconductor wafer 1. The inside of the processing container 7 is exhausted by an exhaust system (not shown),
The pressure is controlled within a range of 0.5 Torr, for example, 0.5 Torr, and the film forming process is performed for a predetermined time.
【００４０】このようにして成膜処理が終了すると、次
の半導体ウエハの成膜処理に移るべく、処理容器７内の
処理ガスをＮ2 等の不活性ガスと置換するとともに、内
部圧力を常圧まで高め、その後、移動機構５を下降させ
て、ウエハ保持具３および処理済の半導体ウエハ１を処
理容器７から取り出す。処理容器７からアンロードされ
たウエハ保持具３上の処理済の半導体ウエハ１は、未処
理の半導体ウエハと交換され、再度前述と同様にして処
理容器７内にロードされ、成膜処理がなされる。When the film forming process is completed in this way, the process gas in the process container 7 is replaced with an inert gas such as N 2 and the internal pressure is kept constant in order to proceed to the film forming process for the next semiconductor wafer. The pressure is increased to the pressure, and then the moving mechanism 5 is lowered to take out the wafer holder 3 and the processed semiconductor wafer 1 from the processing container 7. The processed semiconductor wafer 1 on the wafer holder 3 that has been unloaded from the processing container 7 is replaced with an unprocessed semiconductor wafer, and is loaded into the processing container 7 again in the same manner as described above to perform the film forming process. It
【００４１】〔実施例４〕図９に示した熱処理装置にお
いて、ウエハ保持具３を固定して、面状発熱源２を昇降
させるようにしてもよい。また、処理済の半導体ウエハ
１を取り出す際には、まず、面状発熱源２と保温材２５
と外管７１とを上昇させ、次いで、内管７２を上昇させ
るようにすることが好ましい。このようにウエハ保持具
３を固定する場合には、半導体ウエハ１が受ける機械的
衝撃力が少なくなるので、半導体ウエハ１上の薄膜にダ
メージを与えないようにすることができ、また、マニホ
ールド７３を移動させる必要がないことから、装置の構
成を簡単にすることができる。[Embodiment 4] In the heat treatment apparatus shown in FIG. 9, the wafer holder 3 may be fixed and the planar heat source 2 may be moved up and down. When taking out the processed semiconductor wafer 1, first, the planar heat source 2 and the heat insulating material 25 are used.
It is preferable to raise the outer pipe 71 and the outer pipe 71, and then raise the inner pipe 72. When the wafer holder 3 is fixed in this manner, the mechanical impact force applied to the semiconductor wafer 1 is reduced, so that the thin film on the semiconductor wafer 1 can be prevented from being damaged, and the manifold 73 is also provided. Since it is not necessary to move, the structure of the device can be simplified.
【００４２】以上、本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明の熱処理装置は、常圧のプロセス、減圧プロ
セス、真空プロセスのいずれにも適用することができ
る。また、面状の被処理体としては、円型の半導体ウエ
ハに限定されず、ＬＣＤ等角型のその他の面状の被処理
体であってもよい。また、面状発熱源を下方に配置し、
その上方に半導体ウエハを配置するようにしてもよい。Although the present invention has been described based on the embodiments, the heat treatment apparatus of the present invention can be applied to any of a normal pressure process, a reduced pressure process and a vacuum process. Further, the planar object to be processed is not limited to the circular semiconductor wafer, and may be another planar object to be processed, such as an LCD. Also, the planar heat source is placed below,
You may make it arrange | position a semiconductor wafer above it.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
面状の被処理体の全面を均一な温度で熱処理することが
できる。As described above, according to the present invention,
The entire surface of the planar object can be heat-treated at a uniform temperature.
【図１】実施例１に係る熱処理装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a heat treatment apparatus according to a first embodiment.
【図２】図１に示した熱処理装置の要部を示す正面図で
ある。FIG. 2 is a front view showing a main part of the heat treatment apparatus shown in FIG.
【図３】図１に示した熱処理装置の要部を示す平面図で
ある。3 is a plan view showing a main part of the heat treatment apparatus shown in FIG.
【図４】蓄熱部の変形例の要部を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a main part of a modified example of a heat storage unit.
【図５】実施例１の変形例に係る熱処理装置の要部の説
明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part of a heat treatment apparatus according to a modified example of the first embodiment.
【図６】半導体ウエハの酸化・拡散処理における熱処理
モードの一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a heat treatment mode in oxidation / diffusion processing of a semiconductor wafer.
【図７】面状発熱源による作用効果の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a function and effect of the planar heat source.
【図８】実施例２に係る熱処理装置の要部の概略図であ
る。FIG. 8 is a schematic diagram of a main part of a heat treatment apparatus according to a second embodiment.
【図９】半導体ウエハのＣＶＤ処理を行う場合に好適な
実施例３に係る熱処理装置の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a heat treatment apparatus according to a preferred third embodiment when performing a CVD process on a semiconductor wafer.
１ 半導体ウエハ １１ 処理面 １２ 裏面 １３ 外周縁 ２ 面状発熱源 ２３ 均熱部
材 ２５ 加熱制御部 ２６ 温度セ
ンサー ３ ウエハ保持具 ３０ 蓄熱部 ３１ 保持片 ３２ 保持突
起 ３３ ストッパー ３４ 基台 ３５ 対向面 ４ 保温材 ５ 移動機構 ５１ モータ ５２ 駆動軸 ５３ 駆動ア
ーム ６ 回転機構 ６１ モータ ６２ 回転軸 ７ 処理容
器 ７１ 外管 ７２ 内管 ７３ マニホールド ７１Ａ フラン
ジ ７３Ａ フランジ ７４ Ｏリン
グ ７５ 保持部 ７６ 第１の
ガス導入管 ７７ 第２のガス導入管 ７８ 排気管 ７９ キャップ部 ８ ガス導
入管 ８０ Ｏリング ９ ガス排
出管DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 semiconductor wafer 11 processing surface 12 back surface 13 outer peripheral edge 2 planar heat source 23 heat equalizing member 25 heating control section 26 temperature sensor 3 wafer holder 30 heat storage section 31 holding piece 32 holding protrusion 33 stopper 34 base 35 opposing surface 4 heat retention Material 5 Moving mechanism 51 Motor 52 Drive shaft 53 Drive arm 6 Rotating mechanism 61 Motor 62 Rotating shaft 7 Processing vessel 71 Outer pipe 72 Inner pipe 73 Manifold 71A Flange 73A Flange 74 O-ring 75 Holding part 76 First gas introduction pipe 77 77th 2 gas introduction pipe 78 exhaust pipe 79 cap portion 8 gas introduction pipe 80 O-ring 9 gas discharge pipe
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｄ 8617−4Ｍ Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 21/324 D 8617-4M
Claims (2)
配置された面状発熱源と、 前記面状の被処理体の処理面とは反対側の裏面に対向す
る位置に配置された、当該面状の被処理体の外周縁を超
えて伸びる大きさの蓄熱部とを備えてなることを特徴と
する熱処理装置。1. A planar heat source arranged to face a processing surface of a planar object, and a position opposite to a back surface of the planar object opposite to the processing surface. A heat treatment apparatus comprising a heat storage unit having a size that extends beyond the outer peripheral edge of the planar object.
被処理体との対向面が、中央から外周に向かうに従って
当該面状の被処理体に接近する方向に傾斜していること
を特徴とする熱処理装置。2. The heat storage unit according to claim 1, wherein a surface of the heat storage section facing the planar object is inclined in a direction approaching the planar object from the center toward the outer periphery. Characterizing heat treatment equipment.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3229698A JPH0547691A (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Heat treatment device |
| US08/248,621 US5536918A (en) | 1991-08-16 | 1994-05-16 | Heat treatment apparatus utilizing flat heating elements for treating semiconductor wafers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3229698A JPH0547691A (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Heat treatment device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547691A true JPH0547691A (en) | 1993-02-26 |
Family
ID=16896306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3229698A Pending JPH0547691A (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Heat treatment device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547691A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100499365B1 (en) * | 1997-08-19 | 2005-11-25 | 에스펙 가부시키가이샤 | Hybrid type thermal treatment chamber |
-
1991
- 1991-08-16 JP JP3229698A patent/JPH0547691A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100499365B1 (en) * | 1997-08-19 | 2005-11-25 | 에스펙 가부시키가이샤 | Hybrid type thermal treatment chamber |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020730 |