JPS622614A - 赤外線加熱装置 - Google Patents
赤外線加熱装置Info
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- JPS622614A JPS622614A JP14292985A JP14292985A JPS622614A JP S622614 A JPS622614 A JP S622614A JP 14292985 A JP14292985 A JP 14292985A JP 14292985 A JP14292985 A JP 14292985A JP S622614 A JPS622614 A JP S622614A
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- base
- transparent quartz
- graphite
- infrared
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、水素雰囲気中での赤外線加熱装置、特に半導
体工業で利用されるSt(シリコン)ウェハの赤外線加
熱装置に関するものである。
体工業で利用されるSt(シリコン)ウェハの赤外線加
熱装置に関するものである。
従来の技術
従来の加熱装置は、電気炉で加熱するという方法が採用
されていた。この方法を大気中で行なった場合、蓋を開
けた状態で、目的温度に容器を加熱し、半導体ウエノ)
の出し入れも行えば、急速加熱、急速冷却も可能となる
。しかし大気にさらすことによって、ウェハが酸化する
という問題があり、ウェハの空気との接触を避けるため
にガス雰囲気中で加熱、冷却を行わなければならない。
されていた。この方法を大気中で行なった場合、蓋を開
けた状態で、目的温度に容器を加熱し、半導体ウエノ)
の出し入れも行えば、急速加熱、急速冷却も可能となる
。しかし大気にさらすことによって、ウェハが酸化する
という問題があり、ウェハの空気との接触を避けるため
にガス雰囲気中で加熱、冷却を行わなければならない。
しかしながら通常の電気炉では熱容量が大きいため、ガ
ス雰囲気中では急速加熱、急速冷却ができないという問
題点があった。そこで近年、装置自体の熱容量を小さく
することによって急速加熱、急速冷却を可能にした赤外
線加熱、装置が注目されている。
ス雰囲気中では急速加熱、急速冷却ができないという問
題点があった。そこで近年、装置自体の熱容量を小さく
することによって急速加熱、急速冷却を可能にした赤外
線加熱、装置が注目されている。
以下図面を参照しながら上述した従来の赤外線加熱装置
の一例について説明する。
の一例について説明する。
第4図は従来の赤外線加熱装置を示すものである。
1は赤外線透過容器としての石英ペルジャーであり、前
記石英ペルジャー1とベース板2とによって完全に外気
を遮断することができるようになっている。ベース板2
にはガスを供給するためのガス供給口3と、ガスを排出
するためのガス排出口4が取り付けられている。またベ
ース板2には、半導体基板6を載せる基台6が設置され
ている。
記石英ペルジャー1とベース板2とによって完全に外気
を遮断することができるようになっている。ベース板2
にはガスを供給するためのガス供給口3と、ガスを排出
するためのガス排出口4が取り付けられている。またベ
ース板2には、半導体基板6を載せる基台6が設置され
ている。
基台6は不純物の汚染あるいは、加熱による分解を避け
るため透明石英でできている。また石英ペルジャー1の
上部外側には、半導体基板6を加熱するための赤外線ラ
ンプ了と、赤外線ランプTの光線を効率よく石英ペルジ
ャー1内の半導体基板5に照射するだめの反射鏡8が取
り付けられている。
るため透明石英でできている。また石英ペルジャー1の
上部外側には、半導体基板6を加熱するための赤外線ラ
ンプ了と、赤外線ランプTの光線を効率よく石英ペルジ
ャー1内の半導体基板5に照射するだめの反射鏡8が取
り付けられている。
以上のように構成された赤外線加熱装置について、以下
その動作について説明する。
その動作について説明する。
ガス供給口3から供給された水素ガスは、ガス排出口4
から排出され、基台e上に載置された半導体基板6は、
水素雰囲気中で、赤外線ランプ7からの光線を受け、約
1000″Cに加熱される。
から排出され、基台e上に載置された半導体基板6は、
水素雰囲気中で、赤外線ランプ7からの光線を受け、約
1000″Cに加熱される。
さらに、同じ装置で多結晶シリコン膜の気相成長に適用
した場合について説明する。構成要素はまったく同じで
あり、基台6上に載置された半導体基板6は、赤外線ラ
ンプ7からの光照射を受は約700〜800″C程度の
温度に加熱される。一方図示さ−れていないガス供給装
置で、反応ガスとしてのモノシランと、キャリヤーガス
としての水素の混合ガスが供給される。この混合ガスは
、ガス排出口4に向かって流れ、この時基台6および半
導体基板5に接触して熱を奪い所定温度以上に達した反
応ガス分子が分解析出して半導体基板上に多結晶シリコ
ン膜が堆積される(例えば「最新LSIプロセス技術」
、工業調査会、P211〜229、P385〜P39
3)。
した場合について説明する。構成要素はまったく同じで
あり、基台6上に載置された半導体基板6は、赤外線ラ
ンプ7からの光照射を受は約700〜800″C程度の
温度に加熱される。一方図示さ−れていないガス供給装
置で、反応ガスとしてのモノシランと、キャリヤーガス
としての水素の混合ガスが供給される。この混合ガスは
、ガス排出口4に向かって流れ、この時基台6および半
導体基板5に接触して熱を奪い所定温度以上に達した反
応ガス分子が分解析出して半導体基板上に多結晶シリコ
ン膜が堆積される(例えば「最新LSIプロセス技術」
、工業調査会、P211〜229、P385〜P39
3)。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のような構成では、基台6は透明石英
であるため、赤外線ランプ7の光をほとんど透過するた
めに、あまり温度が上がらない。
であるため、赤外線ランプ7の光をほとんど透過するた
めに、あまり温度が上がらない。
そのため、半導体基板5は、上面からたえず加熱光線を
受けるが、下方からどんどん熱が吸収されることになる
。また基台6に注目してみれば、上部から熱を吸収する
が、その吸収した熱も、下方及び側方に熱を放出するこ
とになる。そのため、熱の流れとしては、下方と側方に
流れ、上面に置いた半導体基板5の内部にもその影響が
及び、半導体基板6の下方及び側方に向けて熱が放出さ
れる。その結果半導体基板6上の温度は、中央に比べて
端の方が温度が低く、温度の均一性が悪くなり、熱応力
による結晶欠陥が生じるという問題点を有していた。ま
た同じ構成でこの装置を気相成長に適用した場合も、同
じように温度の不均一から堆積膜の膜厚の不均一が生じ
るという問題点を有していた。
受けるが、下方からどんどん熱が吸収されることになる
。また基台6に注目してみれば、上部から熱を吸収する
が、その吸収した熱も、下方及び側方に熱を放出するこ
とになる。そのため、熱の流れとしては、下方と側方に
流れ、上面に置いた半導体基板5の内部にもその影響が
及び、半導体基板6の下方及び側方に向けて熱が放出さ
れる。その結果半導体基板6上の温度は、中央に比べて
端の方が温度が低く、温度の均一性が悪くなり、熱応力
による結晶欠陥が生じるという問題点を有していた。ま
た同じ構成でこの装置を気相成長に適用した場合も、同
じように温度の不均一から堆積膜の膜厚の不均一が生じ
るという問題点を有していた。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の赤外線加熱装置は
、ガスの、供給口と排出口を有する少なくとも一部分が
光透過性の容器と、前記容器の外部にあって、前記容器
の内部を輻射加熱する赤外線ランプと、前記容器の内部
にあって、外周近傍がその他の部分より光の吸収率が大
きい材質からなる半導体基板を載置するための基台とを
備えたものである。
、ガスの、供給口と排出口を有する少なくとも一部分が
光透過性の容器と、前記容器の外部にあって、前記容器
の内部を輻射加熱する赤外線ランプと、前記容器の内部
にあって、外周近傍がその他の部分より光の吸収率が大
きい材質からなる半導体基板を載置するための基台とを
備えたものである。
作 用
本発明は上記した構成によって、赤外線ラングからの加
熱光線を受けた半導体基板は、下方に熱が吸収されるが
、従来例に比べて、外周近傍が光の吸収率の大きい材質
よシなるため、半導体基板からの側方への熱の流れは、
外周近傍からの熱伝達あるいは熱放射によって結果的に
少なくなり、半導体基板上の温度の均一性が向上する。
熱光線を受けた半導体基板は、下方に熱が吸収されるが
、従来例に比べて、外周近傍が光の吸収率の大きい材質
よシなるため、半導体基板からの側方への熱の流れは、
外周近傍からの熱伝達あるいは熱放射によって結果的に
少なくなり、半導体基板上の温度の均一性が向上する。
実施例
以下本発明の一実施例の赤外線加熱装置について図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
第1図は本発明の第1の実施例における赤外線加熱装置
の断面図を示すものである。
の断面図を示すものである。
第1図において、9は加熱室であり、内部に水冷溝10
が設けられたステンレス等の耐熱耐食性金属より成る壁
面部材11と上部開閉ブロック12とから構成されてい
る。この上部開閉ブロック12には、内部に赤外線発生
源としての赤外線ランプヒーターユニット13が設置さ
れており、更にこの赤外線ランプヒーターユニット13
に近接した位置に透明石英プレート14がOリング等の
ガスシール手段を介して固定具15によシ固定されてい
る。この上部開閉ブロック12は上下昇降動作が可能で
あり、上方へ持ち上げることによって、加熱室上部が開
口し、半導体基板16の投入、取出しが行える。またこ
の上部開閉ブロック12を降下させ0リングを介して壁
面部材11に接触する位置に固定することで、外気から
完全に遮断された気密室が構成される。またこの加熱室
9Qの一端には、ガス供給装置(図示せず)から伸びた
ガス供給管17が結合されたガス供給口18と、更に他
端には排気管19が結合されているガス排気口20とが
備えられている。加熱室9の内部には半導体基板16を
石英プレート14を介して赤外線ランプヒーターユニッ
ト13に対向した位置に載置するための基台21が設置
されている。基台21は図2に示すように、内側は透明
石英22゜外側はグラファイト23からなる。図のよう
に上からはめ込むように構成されている。
が設けられたステンレス等の耐熱耐食性金属より成る壁
面部材11と上部開閉ブロック12とから構成されてい
る。この上部開閉ブロック12には、内部に赤外線発生
源としての赤外線ランプヒーターユニット13が設置さ
れており、更にこの赤外線ランプヒーターユニット13
に近接した位置に透明石英プレート14がOリング等の
ガスシール手段を介して固定具15によシ固定されてい
る。この上部開閉ブロック12は上下昇降動作が可能で
あり、上方へ持ち上げることによって、加熱室上部が開
口し、半導体基板16の投入、取出しが行える。またこ
の上部開閉ブロック12を降下させ0リングを介して壁
面部材11に接触する位置に固定することで、外気から
完全に遮断された気密室が構成される。またこの加熱室
9Qの一端には、ガス供給装置(図示せず)から伸びた
ガス供給管17が結合されたガス供給口18と、更に他
端には排気管19が結合されているガス排気口20とが
備えられている。加熱室9の内部には半導体基板16を
石英プレート14を介して赤外線ランプヒーターユニッ
ト13に対向した位置に載置するための基台21が設置
されている。基台21は図2に示すように、内側は透明
石英22゜外側はグラファイト23からなる。図のよう
に上からはめ込むように構成されている。
以上のように構成された赤外線加熱装置について、第1
図、第2図を用いて動作を説明する。
図、第2図を用いて動作を説明する。
ガス供給口18から供給された水素ガスは、ガス排気口
2oから排気される。水素雰囲気中で赤外線ラン−プヒ
ーターユニノト13からの光線を受けた半導体基板16
および基台21は、1000°Cに加熱される。
2oから排気される。水素雰囲気中で赤外線ラン−プヒ
ーターユニノト13からの光線を受けた半導体基板16
および基台21は、1000°Cに加熱される。
基台21は、透明石英22.グラファイト23から構成
されており、赤外線ランプヒーターユニット13からの
光線は、透明石英22よりグラファイト23の方が多く
吸収される。その結果透明石英22には、上から赤外線
ラングヒーターユニット13および半導体基板16から
熱が供給され、さらに側方グラファイト23からも熱が
供給される。そのために透明石英22の内部の熱の流れ
は、中央から側方へ向かうものが減少し、大部分が下方
へ向かうことになる。その結果半導体基板16から基台
21に対して放出される熱の流れの分布も均一になり、
半導体基板18の端と中央の温度差が減少して温度分布
の均一化を図ることができる。
されており、赤外線ランプヒーターユニット13からの
光線は、透明石英22よりグラファイト23の方が多く
吸収される。その結果透明石英22には、上から赤外線
ラングヒーターユニット13および半導体基板16から
熱が供給され、さらに側方グラファイト23からも熱が
供給される。そのために透明石英22の内部の熱の流れ
は、中央から側方へ向かうものが減少し、大部分が下方
へ向かうことになる。その結果半導体基板16から基台
21に対して放出される熱の流れの分布も均一になり、
半導体基板18の端と中央の温度差が減少して温度分布
の均一化を図ることができる。
この装置で多結晶シリコン膜の気相成長に適用した場合
について説明する。半導体基板16および基台21は約
700〜800″Cに加熱される。
について説明する。半導体基板16および基台21は約
700〜800″Cに加熱される。
一方図水されていないガス供給装置で、反応ガスとして
のモノシランとキャリヤーガスとしての水素の混合ガス
がガス供給口18から供給され、ガス排出口20から排
出される。この混合ガスは、基台21および半導体基板
16上で熱を吸収し所定温度以上に達したとき、反応ガ
ス分子が分解し、半導体基板上に多結晶シリコン膜が堆
積される。
のモノシランとキャリヤーガスとしての水素の混合ガス
がガス供給口18から供給され、ガス排出口20から排
出される。この混合ガスは、基台21および半導体基板
16上で熱を吸収し所定温度以上に達したとき、反応ガ
ス分子が分解し、半導体基板上に多結晶シリコン膜が堆
積される。
この場合、半導体基板の温度分布が均一になっているた
め、堆積された膜の膜厚も均一になる。
め、堆積された膜の膜厚も均一になる。
以上のように本実施例によれば、半導体基板を載置する
だめの基台として、外周近傍の赤外光吸収率がその他の
部分よりも大きな材質の物を用いることにより、半導体
基板上の温度分布の均一化を図ることができる。
だめの基台として、外周近傍の赤外光吸収率がその他の
部分よりも大きな材質の物を用いることにより、半導体
基板上の温度分布の均一化を図ることができる。
以下本発明の他の実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第3図(a)〜(h)はそれぞれ本発明の他の実施例を
示す赤外線加熱装置の基台であシ、赤外線加熱装置はい
ずれも第2図の構成と同じである。
示す赤外線加熱装置の基台であシ、赤外線加熱装置はい
ずれも第2図の構成と同じである。
第3図(、L)に示す基台は、第2図と同じように透明
石英22aにグラフアイ)23aをはめ込む形となって
いるが、第2図と違うのは、半導体基板16の周囲がグ
ラファイト23aに接触している・点である。
石英22aにグラフアイ)23aをはめ込む形となって
いるが、第2図と違うのは、半導体基板16の周囲がグ
ラファイト23aに接触している・点である。
第3図(b)に示す基台は、半導体基板16下方に空間
を設けた点で第3図体)に示す基台と異なる。
を設けた点で第3図体)に示す基台と異なる。
第3図(C)に示す基台は、透明石英22Gとグラフア
イ)23cどちらも加熱室19に直接置く形となってい
る。
イ)23cどちらも加熱室19に直接置く形となってい
る。
第3図(d)に示す基台は、第3図(C)に示す基台と
透明石英22dおよびグラファイト23dは同じ形であ
るが、半導体基板16下方に空間を設けた点で異なる。
透明石英22dおよびグラファイト23dは同じ形であ
るが、半導体基板16下方に空間を設けた点で異なる。
第3図(e)の基台は、半導体基板16がグラフアイ)
23eから一定の間隔離れていて、透明石英22e上に
置かれた形になっている。
23eから一定の間隔離れていて、透明石英22e上に
置かれた形になっている。
第3図(f)の基台は、凹形のグラフアイ)23 fに
透明石英22fをはめ込む形となっている。
透明石英22fをはめ込む形となっている。
第3図(cr)の基台は、透明石英22qの外側面から
一定の間隔をあけて設けられた溝にグラファイト23(
iをはめ込む形となっている。
一定の間隔をあけて設けられた溝にグラファイト23(
iをはめ込む形となっている。
第3図(′h)の基台は第3図(q)の基台と透明石英
22h、グラファイト23hとも同じ形であるが、半導
体基板16の周囲がグラファイト23hに接触している
点で異なっている。
22h、グラファイト23hとも同じ形であるが、半導
体基板16の周囲がグラファイト23hに接触している
点で異なっている。
以上のように構成されたそれぞれの基台は、熱の流れに
ついては、第2図に示す基台の場合と全く原理的には同
じであり、半導体基板16の側方への熱の流れが少なく
なシ、その結果温度分布の均一化を図ることができる。
ついては、第2図に示す基台の場合と全く原理的には同
じであり、半導体基板16の側方への熱の流れが少なく
なシ、その結果温度分布の均一化を図ることができる。
なお、上記の各実施例において、基台21は、外周がグ
ラファイト内周は透明石英としたが、外周が内周より赤
外光を多く吸収する物質であれば他の材質のものを用い
ても良い。
ラファイト内周は透明石英としたが、外周が内周より赤
外光を多く吸収する物質であれば他の材質のものを用い
ても良い。
また、透明石英プレート14は、透明石英としたが、赤
外光透過性を有するものであれば、他の材質を用いても
よい。
外光透過性を有するものであれば、他の材質を用いても
よい。
なお本実施例において、基台は、外周をグラファイトと
したが、不純物の汚染を考えて、グラファイトを炭化ケ
イ素でコーティングしたものとしてもよい。
したが、不純物の汚染を考えて、グラファイトを炭化ケ
イ素でコーティングしたものとしてもよい。
発明の効果
以上のように本発明は、福耳加熱される容器の内部にあ
って半導体基板を載置するための基台を外周近傍が他の
部分より光の吸収率が大きい材質にすることにより、半
導体基板上で均一性の良い温度分布を得ることができ、
その結果として、熱応力による半導体基板の結晶欠陥を
防止し、気相成長における堆積膜の膜厚の均一性を向上
することができる。
って半導体基板を載置するための基台を外周近傍が他の
部分より光の吸収率が大きい材質にすることにより、半
導体基板上で均一性の良い温度分布を得ることができ、
その結果として、熱応力による半導体基板の結晶欠陥を
防止し、気相成長における堆積膜の膜厚の均一性を向上
することができる。
第1図は本発明の一実施例における赤外線加熱装置の断
面図、第2図は、基台の分解斜視図、第3図(−)〜(
h)は他の実施例における基台の断面図、第4図は従来
の赤外線加熱装置の断面図である。 9・・・・・・加熱室、13・・・・・・赤外線ランプ
ヒーターユニット、14・・・・・・透明石英プレート
、16・・・・・半導体基板、18・・・・・・ガス供
給口、2Q・・・・・・ガス排気口、21・・・・・・
基台、22・・・・・・透明石英、23・・・・・・グ
ラファイト。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名実
3 図 G
面図、第2図は、基台の分解斜視図、第3図(−)〜(
h)は他の実施例における基台の断面図、第4図は従来
の赤外線加熱装置の断面図である。 9・・・・・・加熱室、13・・・・・・赤外線ランプ
ヒーターユニット、14・・・・・・透明石英プレート
、16・・・・・半導体基板、18・・・・・・ガス供
給口、2Q・・・・・・ガス排気口、21・・・・・・
基台、22・・・・・・透明石英、23・・・・・・グ
ラファイト。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名実
3 図 G
Claims (3)
- (1)ガスの供給口と排出口を有する、少くとも一部分
が光透過性の容器と、前記容器の外部にあって、前記容
器の内部を輻射加熱する赤外線発生源と、前記容器の内
部にあって半導体基板を載置する基台とを備え、前記基
台は、外周近傍が他の部分よりも光の吸収率の大きい材
質からなる赤外線加熱装置。 - (2)基台の外周近傍がグラファイトからなり、その他
部分が透明石英からなる特許請求の範囲第1項記載の赤
外線加熱装置。 - (3)基台の外周近傍が炭化ケイ素をコーティングした
グラファイトからなり、その他の部分が透明石英からな
る特許請求の範囲第1項記載の赤外線加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60142929A JPH0626182B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 赤外線加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60142929A JPH0626182B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 赤外線加熱装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS622614A true JPS622614A (ja) | 1987-01-08 |
JPH0626182B2 JPH0626182B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=15326919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60142929A Expired - Lifetime JPH0626182B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 赤外線加熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0626182B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02249227A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-05 | Nec Corp | 短時間熱処理方法 |
WO2005017988A1 (ja) * | 2003-08-15 | 2005-02-24 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 基板処理装置および半導体デバイスの製造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08106966A (ja) * | 1994-10-05 | 1996-04-23 | Daiichi Denso Buhin Kk | 接続具の取付け構成体 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5842225A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-11 | Kokusai Electric Co Ltd | 外熱形の横型半導体気相成長装置 |
JPS60263428A (ja) * | 1984-06-12 | 1985-12-26 | Toshiba Mach Co Ltd | 気相成長装置用サセプタ |
JPS61219130A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-29 | Toshiba Mach Co Ltd | 気相成長装置 |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60142929A patent/JPH0626182B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5842225A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-11 | Kokusai Electric Co Ltd | 外熱形の横型半導体気相成長装置 |
JPS60263428A (ja) * | 1984-06-12 | 1985-12-26 | Toshiba Mach Co Ltd | 気相成長装置用サセプタ |
JPS61219130A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-29 | Toshiba Mach Co Ltd | 気相成長装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02249227A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-05 | Nec Corp | 短時間熱処理方法 |
WO2005017988A1 (ja) * | 2003-08-15 | 2005-02-24 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 基板処理装置および半導体デバイスの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0626182B2 (ja) | 1994-04-06 |
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