JPH01248626A - ウエハー熱処理装置 - Google Patents
ウエハー熱処理装置Info
- Publication number
- JPH01248626A JPH01248626A JP7913488A JP7913488A JPH01248626A JP H01248626 A JPH01248626 A JP H01248626A JP 7913488 A JP7913488 A JP 7913488A JP 7913488 A JP7913488 A JP 7913488A JP H01248626 A JPH01248626 A JP H01248626A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- wafer
- wafers
- predetermined
- heater
- 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
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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】
〔概 要〕
半導体ウェハーを高温度に熱処理する新規な構成のウェ
ハー熱処理装置に関し、 結晶内の酸素析出量などの結晶品質を均一化することを
目的とし、 所定の高温度に加熱する加熱部と該所定の高温度より所
定速度で所定の低温度まで降温する降温部とを具備して
なり、該加熱部で複数枚のウェハーを保持して熱処理し
、次いで、該加熱部からウェハーを１枚ずつ前記降温部
に送出し、該降温部で所定速度で所定の低温度まで降温
するように構成したことを特徴とする。
ハー熱処理装置に関し、 結晶内の酸素析出量などの結晶品質を均一化することを
目的とし、 所定の高温度に加熱する加熱部と該所定の高温度より所
定速度で所定の低温度まで降温する降温部とを具備して
なり、該加熱部で複数枚のウェハーを保持して熱処理し
、次いで、該加熱部からウェハーを１枚ずつ前記降温部
に送出し、該降温部で所定速度で所定の低温度まで降温
するように構成したことを特徴とする。
本発明は半導体ウェハーを高温度に熱処理する新規な構
成のウェハー熱処理装置に関する。
成のウェハー熱処理装置に関する。
半導体ウェハー（以下、ウェハーと呼ぶ）の結晶品質は
ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置に大きな影響を与えるた
め、その結晶の均質化が重要な課題である。
ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置に大きな影響を与えるた
め、その結晶の均質化が重要な課題である。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕公知のよ
うに、ウェハーは引き上げ法（チョクラルスキー法）等
で作成したシリコン単結晶インゴットをスライスして作
成されるが、その単結晶−インゴットは微量の不純物の
含有は不可避で、特に、酸素（０２）、炭素（Ｃ）など
の含有は避けられない問題である。従って、スライスし
て形成したウェハーはその不純物の影響で結晶欠陥が発
生して、欠陥を皆無にすることが困難で、止むなく、半
導体素子を作成するウェハー表面薄層を無欠陥層（ｄｅ
ｎｕｄｅｄ ｚｏｎｅ ；結晶欠陥のない層）とするた
めのイントリンシックゲッタリング（ｉｎｔｒｉｎｓｉ
ｃ ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ ）をおこなっている。このイ
ントリンシックゲッタリング作用のためには、むしろ酸
素を必要としており、無欠陥層を表面に均一に形成する
ためには、ウェハー全体にその酸素量が均一に析出分布
していることが望ましい。
うに、ウェハーは引き上げ法（チョクラルスキー法）等
で作成したシリコン単結晶インゴットをスライスして作
成されるが、その単結晶−インゴットは微量の不純物の
含有は不可避で、特に、酸素（０２）、炭素（Ｃ）など
の含有は避けられない問題である。従って、スライスし
て形成したウェハーはその不純物の影響で結晶欠陥が発
生して、欠陥を皆無にすることが困難で、止むなく、半
導体素子を作成するウェハー表面薄層を無欠陥層（ｄｅ
ｎｕｄｅｄ ｚｏｎｅ ；結晶欠陥のない層）とするた
めのイントリンシックゲッタリング（ｉｎｔｒｉｎｓｉ
ｃ ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ ）をおこなっている。このイ
ントリンシックゲッタリング作用のためには、むしろ酸
素を必要としており、無欠陥層を表面に均一に形成する
ためには、ウェハー全体にその酸素量が均一に析出分布
していることが望ましい。
従来より、そのような酸素の析出量など、ウェハーの結
晶品質を均一化して、且つ、熱履歴を消去するための熱
処理が行われているが、その熱処理は１２００℃以上の
高温度処理であり、且つ、その高温熱処理は数十枚のウ
ェハーを１０ツト（ｌｏｔ Ｈ群）として、その１０ツ
トを一括して熱処理、装置、例えば、抵抗加熱炉に挿入
して処理するバッチ処理方式である。しかし、このバッ
チ処理方式は１０フトの全ウェハーを一度に炉内または
炉外において昇降温するために次のような不具合が起こ
る。
晶品質を均一化して、且つ、熱履歴を消去するための熱
処理が行われているが、その熱処理は１２００℃以上の
高温度処理であり、且つ、その高温熱処理は数十枚のウ
ェハーを１０ツト（ｌｏｔ Ｈ群）として、その１０ツ
トを一括して熱処理、装置、例えば、抵抗加熱炉に挿入
して処理するバッチ処理方式である。しかし、このバッ
チ処理方式は１０フトの全ウェハーを一度に炉内または
炉外において昇降温するために次のような不具合が起こ
る。
即ち、全ウェハーを均一な温度で一様に昇温または降温
することは著しく困難で、特に、温度変化の大きい熱処
理装置では均一な温度での一様な昇温または降温は不可
能に近い。更に、１枚のウェハー内での温度分布も大き
なバラツキがあり、そのための酸素の析出量などの不均
一化をもたらし、スリップラインの発生も起こり易い。
することは著しく困難で、特に、温度変化の大きい熱処
理装置では均一な温度での一様な昇温または降温は不可
能に近い。更に、１枚のウェハー内での温度分布も大き
なバラツキがあり、そのための酸素の析出量などの不均
一化をもたらし、スリップラインの発生も起こり易い。
ところで、発明者らはシリコンウェハーの品質は熱処理
温度の高低のみに依らず、その熱処理温度からの降温速
度が結晶品質に著しく影響して、特に、酸素の析出量の
制御に降温速度が大きく関係していることを解明した（
特願昭６２−２９５５２７号参照）。
温度の高低のみに依らず、その熱処理温度からの降温速
度が結晶品質に著しく影響して、特に、酸素の析出量の
制御に降温速度が大きく関係していることを解明した（
特願昭６２−２９５５２７号参照）。
本発明はその結果に基づき、ウェハー内の酸素 −析出
量などの結晶品質を均一化することを目的としたウェハ
ーの熱処理方法を提案するものである。
量などの結晶品質を均一化することを目的としたウェハ
ーの熱処理方法を提案するものである。
その目的は、所定の高温度に加熱する加熱部と該所定の
高温度より所定速度で所定の低温度まで降温する降温部
とを具備し、該加熱部で複数枚のウェハーを保持して熱
処理し、次いで、該加熱部からウェハーを１枚ずつ前記
降温部に送出し、該降温部で所定速度で所定の低温度ま
で降温するように構成したウェハー熱処理装置によって
達成される。
高温度より所定速度で所定の低温度まで降温する降温部
とを具備し、該加熱部で複数枚のウェハーを保持して熱
処理し、次いで、該加熱部からウェハーを１枚ずつ前記
降温部に送出し、該降温部で所定速度で所定の低温度ま
で降温するように構成したウェハー熱処理装置によって
達成される。
即ち、本発明は１枚のウェハー内での温度分布を均一に
して一様に降温するために、多数枚のウェハーを熱処理
している加熱部から１枚ずつ降温部に取り出し、降温部
で所定速度で所定の低温度まで降温する。そうすると、
この降温速度の制御により酸素の析出量が一定するなど
、結晶品質が均一化されたウェハーを得ることができる
。
して一様に降温するために、多数枚のウェハーを熱処理
している加熱部から１枚ずつ降温部に取り出し、降温部
で所定速度で所定の低温度まで降温する。そうすると、
この降温速度の制御により酸素の析出量が一定するなど
、結晶品質が均一化されたウェハーを得ることができる
。
以下、図面を参照して実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明にかかるウェハー熱処理装置を示してお
り、熱処理装置全体は前処理室１．高温加熱室２．後処
理室（降温室）３から構成され、高温加熱室２の外壁に
接して抵抗加熱体４が配置されて高温度に加熱される。
り、熱処理装置全体は前処理室１．高温加熱室２．後処
理室（降温室）３から構成され、高温加熱室２の外壁に
接して抵抗加熱体４が配置されて高温度に加熱される。
また、後処理室３には１枚のウェハーＷを降温速度を制
御しながら降温する赤外ランプヒータ５が設けられてお
り、且つ、装置内部は窒素ガス雰囲気中にある。各室に
はウェハーステージ１１が配置されて、多数のウェハー
Ｗはそのウェハーステージ１１に載置されており、１２
．１３がウェハー操作器で、ウェハー操作器１２によっ
てウェハーＷを１枚ずつ前処理室ｌから高温加熱室２に
送入し、ウェハー操作器１３によって１枚ずつのウェハ
ーＷを高温加熱室２から後処理室３に送出する。ウェハ
ーステージ、ウェハー操作器などは透明石英製で、ウェ
ハーＷを線状に３〜４点で接触保持したまま載置してお
り、また、線状のまま移動させる。且つ、Ｓｌ、 Ｓ２
． Ｓ３． Ｓ４゜Ｓ５はいずれも熱の逸散を防ぐため
のシャッタで、例えば、タングステン板で作成されてい
る。
御しながら降温する赤外ランプヒータ５が設けられてお
り、且つ、装置内部は窒素ガス雰囲気中にある。各室に
はウェハーステージ１１が配置されて、多数のウェハー
Ｗはそのウェハーステージ１１に載置されており、１２
．１３がウェハー操作器で、ウェハー操作器１２によっ
てウェハーＷを１枚ずつ前処理室ｌから高温加熱室２に
送入し、ウェハー操作器１３によって１枚ずつのウェハ
ーＷを高温加熱室２から後処理室３に送出する。ウェハ
ーステージ、ウェハー操作器などは透明石英製で、ウェ
ハーＷを線状に３〜４点で接触保持したまま載置してお
り、また、線状のまま移動させる。且つ、Ｓｌ、 Ｓ２
． Ｓ３． Ｓ４゜Ｓ５はいずれも熱の逸散を防ぐため
のシャッタで、例えば、タングステン板で作成されてい
る。
次に、その熱処理方法を説明すると、第２図に熱処理温
度プロファイルの一例を示しており、熱処理温度プロフ
ァイルｔま加熱室を１２００℃に保持し、降温部におい
て５０℃／分の降温速度で７００℃まで冷却し、以降は
自然冷却させるプロファイルである。
度プロファイルの一例を示しており、熱処理温度プロフ
ァイルｔま加熱室を１２００℃に保持し、降温部におい
て５０℃／分の降温速度で７００℃まで冷却し、以降は
自然冷却させるプロファイルである。
まず、ウェハー操作器１２によってウェハーＷを１枚ず
つ前処理室１から高温加熱室２に送入して、多数のウェ
ハーＷを高温加熱室２（加熱部のこと）に少なくとも１
５分以上、長ければ１時間程度保持する。そして、ウェ
ハー操作器１３によってウェハーＷを１枚ずつ高温加熱
室２から後処理室３の赤外ランプヒータ５部（降温部の
こと）に送出し、５０℃／分の降温速度でヒータ温度を
調節しながら７００℃まで冷却し、７００℃に達すると
更に引出して後処理室３内で常温まで自然冷却させる。
つ前処理室１から高温加熱室２に送入して、多数のウェ
ハーＷを高温加熱室２（加熱部のこと）に少なくとも１
５分以上、長ければ１時間程度保持する。そして、ウェ
ハー操作器１３によってウェハーＷを１枚ずつ高温加熱
室２から後処理室３の赤外ランプヒータ５部（降温部の
こと）に送出し、５０℃／分の降温速度でヒータ温度を
調節しながら７００℃まで冷却し、７００℃に達すると
更に引出して後処理室３内で常温まで自然冷却させる。
一方、この１枚のウェハーの冷却引出時間に同期して、
１枚ずつ前処理室１から高温加熱室２にウェハーＷを送
入する。これらの操作を自動化することも可能で、勿論
、シャッタの開閉も自動的におこなうものである。
１枚ずつ前処理室１から高温加熱室２にウェハーＷを送
入する。これらの操作を自動化することも可能で、勿論
、シャッタの開閉も自動的におこなうものである。
このようなウェハー熱処理装置を使用し、上記の温度プ
ロファイルによってウェハーを熱処理すれば、ウェハー
全面を均一に加熱し、更に、均一に温度制御しながら冷
却して、ウェハーの熱履歴を除き、酸素析出量を制御す
る。
ロファイルによってウェハーを熱処理すれば、ウェハー
全面を均一に加熱し、更に、均一に温度制御しながら冷
却して、ウェハーの熱履歴を除き、酸素析出量を制御す
る。
上記例はウェハーの送入も送出に同期して、１枚ずつお
こなう実施例であるが、このようにすれば加熱部（高温
加熱室２）の熱容量が限られている場合でも、絶えず一
定枚数のウェハーが加熱部に保持されるから、加熱温度
の変動を抑制することができる。しかし、加熱部の熱容
量が十分に大きい場合には、ウェハーの送出に無関係に
複数枚のウェハー、あるいは、１０ツトのウェハーを一
度に加熱部に送入しておいても構わない。
こなう実施例であるが、このようにすれば加熱部（高温
加熱室２）の熱容量が限られている場合でも、絶えず一
定枚数のウェハーが加熱部に保持されるから、加熱温度
の変動を抑制することができる。しかし、加熱部の熱容
量が十分に大きい場合には、ウェハーの送出に無関係に
複数枚のウェハー、あるいは、１０ツトのウェハーを一
度に加熱部に送入しておいても構わない。
このような本発明にかかるウェハー熱処理装置はバッチ
処理方式と枚葉処理方式とを混合処理方式と言えるもの
で、その特徴の一つは、熱容量の大きい加熱部と、熱容
量が小さ（、温度制御の容易な降温部を併設したことに
ある。
処理方式と枚葉処理方式とを混合処理方式と言えるもの
で、その特徴の一つは、熱容量の大きい加熱部と、熱容
量が小さ（、温度制御の容易な降温部を併設したことに
ある。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば酸素析
出量が制御できる等、結晶品質の均一なウェハーが得ら
れて、半導体デバイスの性能向上に大きく貢献するもの
である。
出量が制御できる等、結晶品質の均一なウェハーが得ら
れて、半導体デバイスの性能向上に大きく貢献するもの
である。
第１図は本発明にかかるウェハー熱処理装置を示す図、
第２図は熱処理温度プロファイル図である。
図において、
Ｗはウェハー、
１は前処理室、
２は高温加熱室（加熱部）、
３は後処理室（降温部）、
４は抵抗加熱体、
５は赤外ランプヒータ、
１１はウェハーステージ、
１２、１３はウェハー操作器、
Claims (1)
- 所定の高温度に加熱する加熱部と該所定の高温度より
所定速度で所定の低温度まで降温する降温部とを具備し
てなり、該加熱部で複数枚のウェハーを保持して熱処理
し、次いで、該加熱部からウェハーを１枚ずつ前記降温
部に送出し、該降温部で所定速度で所定の低温度まで降
温するように構成したことを特徴とするウェハー熱処理
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7913488A JPH01248626A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | ウエハー熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7913488A JPH01248626A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | ウエハー熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248626A true JPH01248626A (ja) | 1989-10-04 |
Family
ID=13681483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7913488A Pending JPH01248626A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | ウエハー熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01248626A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5592581A (en) * | 1993-07-19 | 1997-01-07 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Heat treatment apparatus |
| KR20010066153A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 황인길 | 급속 열처리 방법 |
| WO2003043068A1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-05-22 | Eugene Technology Co., Ltd. | Cvd thin film manufacturing apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193121A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Kawasaki Steel Corp | 半導体ウェハベーキング装置 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP7913488A patent/JPH01248626A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193121A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Kawasaki Steel Corp | 半導体ウェハベーキング装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5592581A (en) * | 1993-07-19 | 1997-01-07 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Heat treatment apparatus |
| KR20010066153A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 황인길 | 급속 열처리 방법 |
| WO2003043068A1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-05-22 | Eugene Technology Co., Ltd. | Cvd thin film manufacturing apparatus |
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