JPH0277119A - 熱処理方法 - Google Patents

熱処理方法

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JPH0277119A
JPH0277119A JP1163357A JP16335789A JPH0277119A JP H0277119 A JPH0277119 A JP H0277119A JP 1163357 A JP1163357 A JP 1163357A JP 16335789 A JP16335789 A JP 16335789A JP H0277119 A JPH0277119 A JP H0277119A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
platen
heat treatment
processed
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP1163357A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Wakabayashi
剛 若林
Naruhito Ibuka
井深　成仁
Norihiko Kitamura
典彦 北村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/01—Manufacture or treatment
    • H10D48/04—Manufacture or treatment of devices having bodies comprising selenium or tellurium in uncombined form
    • H10D48/042—Preparation of foundation plates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
    • H10P72/0431—Apparatus for thermal treatment
    • H10P72/0436—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は熱処理方法に関する。
（従来の技術） 半導体デバイス、液晶駆動用回路板等の製造プロセスに
おいて、種々のタイプの熱処理装置が用いられている。
特に近年は半導体ウェハ等の基板を１枚ずつ処理する枚
葉式の熱処理装置が注目されている。赤外線ランプ（ハ
ロゲンランプ）照射式の熱処理装置はその一例であり、
例えば半導体デバイスの製造プロセスにあっては、ウェ
ハのイオン注入層をアニールにより活性化させる際に、
同タイプの熱処理装置が使用されている。
赤外線ランプによる熱処理においては被処理物の均熱性
を得ることが課題となる１例えば半導体ウェハのアニー
ルにおいては、ウェハの周辺部においてより大きな熱放
散が生じ、ここで温度が低下する。これはウェハ表面上
に熱的不均一を生じさせ、ウェハ周辺に多量のスリップ
ラインの発生をもたらす。この問題を解消する為、特開
昭６２−１２８５２５では、リング状の温度補償部材の
使用を提案している。上記公報に開示された技術にあフ
ては、シリコン製ウェハ型載置台上に半導体ウェハを載
せると共に、その周辺に半導体ウェハと同一材質のガー
ドリング（温度補償部材）を配置し、この状態で赤外線
ランプを照射してアニールする方法を採っている。この
方法は、被処理ウェハ周辺からの熱放散をガードリング
からの熱放散で補償するというものである。ガードリン
グの材質は被処理ウェハと概ね同一の物が選択されてい
る。
（発明が解決しようとする課題） 上記の先行技術にあっては、確かにウェハの周辺部から
の熱放散が防止され５ウ工ハ表面上の均熱化がもたらさ
れる。しかし反面半導体ウェハの下面全体は載置台に面
接触している為、載置台側のウェハの面は赤外線ランプ
による照射加熱がなされない。これはウェハの断面方向
における熱的不均一を生じさせ、ウェハにスリップライ
ンを発生させる原因となる。
更に、ウェハの下面全体と載置台との面接触は、ウェハ
のロード及びアンロードの作業性を悪化させると共に、
ロード及びアンロードの際に塵埃を発生させや矛くする
。これは半導体デバイス製造工程に求められる作業の高
速化及び清浄化に反する。
以上の問題は赤外線ランプ照射式の熱処理装置に限られ
るものではなく、半導体ウェハ等の基板を熱処理する為
の種々の装置に共通する問題でもある。
従って本発明の目的は、半導体ウェハ等被処理体の熱処
理において、被処理基板の・表面だけでなく、バルクを
含む基板全体における均熱化を図り、上記スリップライ
ンの発生を防止する熱処理方法を提供するものである。
また本発明の他の目的は、被処理基板のロード及びアン
ロードの際における作業性の向上を図ると共に、塵埃の
発生を減少させることである。
〔発明の構成〕
本発明は、被処理体を浮上状態で設けると共に、上記被
処理体の周囲に環状に温度補償部材を設けて熱処理する
ことを特徴とする。
さらにこの発明は、温度補償部材の内形を被処理体の外
形と相似形状にしたことを特徴とする。
被処理体を石英で形成した支持ピンにより浮上状態にし
たことを特徴とする。
（作　用） この発明は浮上状態で設けられた被処理体の周囲に環状
に温度補償部材を設けて熱処理するので。
周辺部も含め均一な加熱を行うことができ、特に半導体
ウェハのアニールに際してのスリップラインの発生を防
止できる特徴を有する。
（実施例） 被処理物が収納され且つ処理されるチャンバ１０は、天
板１２、周壁を形成する上枠１４及び下枠１６、並びに
プラテン１８からなる。これらの各部材は第２図図示の
如き態様に分解可能であり、熱処理時には第１図図示の
如き組立て態様で使用される。
組立て状態において各部材間にはＯリングが組込まれ、
チャンバ１０内には完全な気密空間が形成される。Ｏリ
ングを組込む為の機構は通常の機械技術者にとって周知
の技術である為、作図の都合上省略されている。上記各
部材には図示されない冷却システムが連携し、熱処理時
における各部材の酸化等のオーバーヒートによる悪影響
を防止する。
チャンバの下枠１６には、ヒンジ部２４と逆の側に図示
されない減圧用配管等が接続され、熱処理時に必要なチ
ャンバ内の雰囲気の調整を適宜行い得るようになってい
る。
天板１２はステンレス鋼で形成された中空体からなり、
内部には冷却部材が内蔵されている。天板１２にはハロ
ゲンランプ系の多数の赤外線ランプ２６が配備され、こ
れらはインコヒーレントな加熱用光源を形成する。天板
１２の一側には２本の支持脚２８が接続され１両脚は下
枠１６に連設されたヒンジ部２４に旋回可能に軸支され
る。
上枠１４はステンレス鋼で形成された中空体からなり、
内部には冷却部材が内蔵されている。上枠１４の中央開
口の内面３２は蒸着により金メツキがなされ、鏡面状と
なっている。上枠１４の一側には２本の支持脚３４が接
続され、両脚３４は下枠１６に連設されたヒンジ部２４
に旋回可能に軸支される。上枠１４にはまた、組立て時
に天板１２及び上枠１４の急激な降下を防止する為の空
圧式緩衝器３６が接続される。
下枠１６はステンレス鋼で形成された中空体からなり、
内部には冷却部材が内蔵されている。下枠１６の中央開
口の内面３８には蒸着により金メツキがなされ、鏡面状
となっている。下枠１６の一側には２本の脚４２が接続
され、それらの先端には天板１２及び上枠１４を支持す
るヒンジ部２４が付設される。
上枠１４と下枠１６との間には、石英ウィンド板２２が
介設される。ウィンド板２２は加熱に有効な波長の光線
のみを通過させる役割を果たす。本実施例においては、
ウィンド板２２は組立て時に下枠１６の段部４４に嵌込
まれ、且つ上枠１４の下面で押さえ込まれるようになっ
ている。ウィンド板２２の下面にはリング状温度補償部
材５６が付設されるが、これについては後述する。
プラテン１８はアルミニウムで形成された中空体からな
り、内部には冷却部材が内蔵されている。
プラテン１８は下面中央に接続さ九たステム４６に支持
され、ステム４６は図示されない昇降機構に連携する。
従ってプラテン１８は昇降機構により駆動され、第１＠
図示の鎖線位置と実線位置との間で昇降可能となってい
る。
プラテンの上面４８には、処理温度に対して耐熱性の材
料、例えば石英等で形成された３本の支持ピン５２が設
けられる。各支持ピン５２はプラテン１８内に内蔵され
たばね部材と連携して弾性的に上下動可能で、処理され
るべき被処理体例えば半導体ウェハ等の基板７０の為の
３点支持を・構成する。これら支持ピン５２の上にロボ
ットアームにより基板７０が載置され、チャンバ１０内
に基板７０の浮上状態が設定される。従って処理時にお
いて、プラテン１８と基板７０の裏面との間には、十分
大きな空間５４が形成される。プラテンの上面４８は鏡
面状に仕上げられている為、石英ウィンド板２２を通過
した赤外線は下枠の内面３８及びプラテンの上面４８で
反射され、上記空間５４を通って基板７０の裏面を照射
加熱する。
チャンバ１０内に基板７０の浮上状態を設ける為の他の
態様としては、プラテン上面４８から上方に向けて気体
を噴出させ、基板７０を浮かすことができる。
処理時における基板７０の周囲には、第３図及び第４図
図示の如く、リング状温度補償部材５６が位置するよう
に設けられる。温度補償部材５６は半導体ウェハ等の基
板７０と同−材質若しくは異材質の材料が適宜選択され
、望ましくは比熱の小さい材質が選択される。温度補償
部材５６は基板７０の輪郭と相似で且つこれよりも僅か
に大きい輪郭形状の内側開口５８を有することが必須と
なる。基板７０の輪郭形状と、温度補償部材の内側開口
５８の輪郭形状との寸法上の差は、互いにセンターリン
グした際に１両者間に例えば周囲０．５ｍｍ程度の間隙
６２が生じるようなものである。従って被処理基板であ
る半導体ウェハにオリエンテーションフラットが存在す
る場合は、温度補償部材の内側開口５８もこれに相似し
て形成される。
しかし温度補償部材５６は必ずしも連続的なリング形状
である必要はない。例えば温度補償部材５６は４分割さ
れた部品から組立てるようなタイプとすることができ、
また各部品間に幾らかの隙間が存在するようであっても
差支えない。
温度補償部材５６の厚さは基板７０の厚さと等しいか、
或いはそれよりも大きいことが望ましい。本実施例にお
いては、温度補償部材５６の厚さは基板７０の厚さと等
しくなっている。
温度補償部材５６は基板７０に対して概ね同一平面内で
且つセンターリング位置に設定配置される。
望ましくは温度補償部材５６は基板７０のロードに先立
ちチャンバ１０内に位置決め固定される。本実施例にお
いては、ウィンド板２２の下面に該ウィンド板の中心を
軸として円周状に複数の石英ピン６４が溶着され、温度
補償部材５６はこれらのピン６４に支持固定される６そ
してプラテン１８が昇降機構によって持上げられ、基板
７０が熱処理の為の所定被支持位置に配置された状態に
おいて、温度補償部材５６は、基板７０に対して、概ね
同一平面内で且つ僅かな間隙６２を以てセンターリング
された位置に存在するようになっている。
他の態様においては、プラテン上面４８に温度補償部材
５６用の支持ピン５２が設けられ、基板７０のロード時
に温度補償部材５６も一緒に配置される。ただしこの態
様はプロセスの簡易化という点であまり望ましくない。
次に上記実施例装置の使用態様を説明する。
先ず本装置は、プラテン１８が昇降機構により、第１図
に鎖線で示される位置に下降された状態で待機する。被
処理基板７０は図示されない公知の平板状アームを含む
搬送機構に吸着されて搬送されてくる。上記搬送アーム
は、熱処理すべき半導体ウェハ等の基板７０を載せたま
まプラテン１８の支持ピン５２の間に挿入される。この
際基板７０であるウェハにオリエンテーションフラット
が存在する場合は、基板７０は温度補償部材の内側開口
５８の形状に応じて周囲方向の位置が決定される。続い
て搬送アームがやや下降され、基板７０がプラテン１８
上の３本の支持ピン５２上に点接触状態で載置される。
この状態でアームが引抜かれると、基板７０はプラテン
１８の上部に浮上状態で配置される。
次にプラテン１８は昇降機構によって第１図中に実線で
示される最上位置に持上げられ、チャンバ１０内に基板
７０が密閉状態で収納される。基板７０が所定位置に配
置された状態において、リング状温度補償部材５６は、
基板７０に対して、本発明に係る熱処理に必要な所定位
置に自動的に存在することとなる。これは前述の如く温
度補償部材５６がチャンバ１０内に予め位置決め固定さ
れることにより可能となる。また同じ寸法の基板を処理
するのであれば、温度補償部材５６の補正手続きなしで
、何度でも、基板７０と温度補償部材５６との理想的な
位置関係が自動的に得られることとなる。
基板７０が第１図中に実線で示される所定位置に配置さ
れた状態において、チャンバＩＯ内が所定の雰囲気に変
更され、続いて赤外線ランプ２６が照射され、基板７０
の加熱が行われる。基板７０の上面は主に、ウィンド板
２２を通過した、赤外線ランプ２６からの直接光線或い
は天板１２若しくは上梓の内面３２で反射された光線に
より照射されて加熱される。
これに対して基板７０の裏面は主に、ウィンド板２２の
通過後、下枠の内面３８及びプラテンの上面４８で反射
され、プラテンと基板との間の空間５４を通った光線に
より照射されて加熱される。基板７０の周辺からは熱放
散が生じる傾向にあるが、これは温度補償部材５６から
の熱放散により補償される。上述の如く基板７０の加熱
が行われる為、基板７０の表面だけでなく、バルクを含
む基板全体において均熱化がなされ、基板７０内、特に
従来基板周辺において見掛けられがちであったスリップ
ラインの発生が防止される。
加熱操作の終了後、チャンバＩＯの冷却処理及びチャン
バ１０内雰囲気の復帰が行われ、続いてプラテンが第１
図中鎖線で示される最下位置に下ろされる。そして前記
搬送アームが、プラテン１８の支持ピン５２の間に挿入
され、基板７０がプラテン１８上から取外される。支持
ピン５２により基板７０裏面とプラテン上面４８との間
には空間５４が形成されている為、基板７０のロード及
びアンロードの際におけるアームの動作は単純で済み、
また基板７０とプラテン１８との摩擦接触等による塵埃
の発生は防止される。
以上本発明の詳細は、添付の図面に示される望ましい実
施例に従って説明されてきたが、これら実施例に対して
は、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更、改良
が可能となることは明白である。
本発明に係る熱処理方法は更に、上記温度補償部材を予
め位置決め固定する工程と、上記温度補償部材の下方で
、上記温度補償部材に対応して上記基板の周囲方向を位
置決めしながら基板支持手段に基板を支持させる工程と
、上記基板支持手段を介して上記基板を上昇させ、該基
板を温度補償部材の内側に配置する工程と、を含む。こ
の望ましい態様は、基板のロード及びアンロードの自動
化に最適となる。
さらにまた上記基板を収納する為の密閉空間を形成する
チャンバと、上記チャンバの上部に配設された赤外線ラ
ンプと、チャンバの下部を形成するプラテンと、チャン
バ内に面する上記プラテンの上面が鏡面状の反射面であ
ることと、上記プラテンを昇降させる為の手段と、該手
段を介するプラテンの昇降動作により上記密閉空間が閉
鎖及び開放されると共に、上記基板がチャンバ内にロー
ド及びアンロードされることと、上記基板を支持する手
段と、該手段が上記基板の裏面とこれと対向するプラテ
ンの上面との間に空間を形成するように、上記基板をプ
ラテン上方に浮上状態で支持することと、上記基板の周
囲に僅かな間隙を介して配置されるリング状温度補償部
材と、を含む。
この構成において、基板の裏面はプラテン上面からの反
射光により照射加熱され、基板周辺からの熱放散は温度
補償部材で補償される。
望ましくは、上記基板支持手段がプラテン上に付設され
た複数（例えば３本）の耐熱性ピンからなり、上記ピン
がプラテンに内蔵されたばね手段と連携し、弾性的に上
下動可能である。また望ましくは、上記赤外線ランプと
上記基板の被支持位置との間に石英ウィンド板が介設さ
れ、上記温度補償部材が、上記石英ウィンド板の下面に
付設された石英ピンに支持固定される。
（作用効果） 以上説明したように本発明によれば被処理体全面均一な
加熱を実行できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法の実施例を説明するためのアニール
装置説明図、第２図は第１図の斜視図、第３図は第１図
の半導体ウェハ載置状態説明図、第４図は第３図の側面
図である。 ６：半導体ウェハ、　　５：支持ピン ５６：温度補償部材 特許出願人　東京エレクトロン株式会社第２図 第３図 第４図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）被処理体を浮上状態で設けると共に、上記被処理
    体の周囲に環状に温度補償部材を設けて熱処理すること
    を特徴とする熱処理方法。
  2. （２）温度補償部材の内形を被処理体の外形と相似形状
    にした請求項１記載の熱処理方法。
  3. （３）被処理体を石英で形成した支持ピンにより浮上状
    態にした請求項１記載の熱処理方法。
JP1163357A 1988-06-27 1989-06-26 熱処理方法 Pending JPH0277119A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15667988 1988-06-27
JP63-156679 1988-06-27

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JPH0277119A true JPH0277119A (ja) 1990-03-16

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