JPH0669041B2 - 短時間熱処理装置 - Google Patents
短時間熱処理装置Info
- Publication number
- JPH0669041B2 JPH0669041B2 JP59274622A JP27462284A JPH0669041B2 JP H0669041 B2 JPH0669041 B2 JP H0669041B2 JP 59274622 A JP59274622 A JP 59274622A JP 27462284 A JP27462284 A JP 27462284A JP H0669041 B2 JPH0669041 B2 JP H0669041B2
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- JP
- Japan
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- substrate
- heat treatment
- shutter
- heater
- treated
- 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.)
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Classifications
-
- 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
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
- H10P95/90—Thermal treatments, e.g. annealing or sintering
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、短時間熱処理装置に関し、特にシリコンウェ
ハ等の半導体基板を枚葉に短時間熱処理する装置に係わ
る。
ハ等の半導体基板を枚葉に短時間熱処理する装置に係わ
る。
短時間熱処理装置の熱源としては、赤外線ランプを使用
するものが主に開発され、面状ヒータを熱源としたもの
では、カーボンヒータが知られている。
するものが主に開発され、面状ヒータを熱源としたもの
では、カーボンヒータが知られている。
しかしながら、上記赤外線ランプを用いてシリコンウェ
ハを加熱した場合、赤外線の吸収係数がシリコン単結
晶、多結晶シリコン、シリコン酸化膜、燐化ガラス（PS
G）によって異なり、かつシリコン中の不純物濃度や燐
化ガラス中の燐濃度によっても異なり、更に光の屈折、
反射、干渉等が発生し、実デバイス構造を有したシリコ
ンウェハでは均一に昇温させることは非常に困難であっ
た。
ハを加熱した場合、赤外線の吸収係数がシリコン単結
晶、多結晶シリコン、シリコン酸化膜、燐化ガラス（PS
G）によって異なり、かつシリコン中の不純物濃度や燐
化ガラス中の燐濃度によっても異なり、更に光の屈折、
反射、干渉等が発生し、実デバイス構造を有したシリコ
ンウェハでは均一に昇温させることは非常に困難であっ
た。
一方、面状ヒータでは、輻射、対流が利用でき、赤外線
ランプのような熱の不均一性は発生しない。しかしなが
ら、ヒータがカーボンから形成され、雰囲気中に酸化性
ガスが残留していると、燃焼してしまうため、高真空中
でないと実際上は使用が困難で、面状ヒータの輻射、対
流の長所が充分に活かしきれなかった。
ランプのような熱の不均一性は発生しない。しかしなが
ら、ヒータがカーボンから形成され、雰囲気中に酸化性
ガスが残留していると、燃焼してしまうため、高真空中
でないと実際上は使用が困難で、面状ヒータの輻射、対
流の長所が充分に活かしきれなかった。
本発明は、シリコンウェハ等の被熱処理基板を短時間で
均一に昇温し得る短時間熱処理装置を提供しようとする
ものである。
均一に昇温し得る短時間熱処理装置を提供しようとする
ものである。
本発明は、 被熱処理基板を支持する支持部材と、 前記支持部材上の前記基板と対向して配置されるシリコ
ンカーバイトを主材料とする面状ヒータと、 前記支持部材と前記面状ヒータの間に配置され、非遮蔽
部を挟んで少なくとも両側に遮蔽部を有する形状をな
し、一方向への移動により前記非遮蔽部で開動作を行
い、前記両側の遮蔽部で閉動作を行うシャッタと を具備したことを特徴とする短時間熱処理装置である。
ンカーバイトを主材料とする面状ヒータと、 前記支持部材と前記面状ヒータの間に配置され、非遮蔽
部を挟んで少なくとも両側に遮蔽部を有する形状をな
し、一方向への移動により前記非遮蔽部で開動作を行
い、前記両側の遮蔽部で閉動作を行うシャッタと を具備したことを特徴とする短時間熱処理装置である。
上述した本発明によれば、前記シャッタを一方向に移動
させて開動作を行う際、前記面状ヒータにより前記被熱
処理基板、例えばシリコンウェハを所定温度まで急速に
加熱できるため、既述したように前記被熱処理基板を短
時間で均一に昇温できる。
させて開動作を行う際、前記面状ヒータにより前記被熱
処理基板、例えばシリコンウェハを所定温度まで急速に
加熱できるため、既述したように前記被熱処理基板を短
時間で均一に昇温できる。
以下、本発明の実施例を第１図（ａ）〜（ｃ）及び第２
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
図中の１は、被熱処理基板を支持するための支持部材で
あり、該支持部材１は上端を正方形に配置し、かつ２回
屈曲させた４本の支持棒２から構成されている。この支
持部材１の上方には、高純度のシリコンカーバイドから
なる主面状ヒータとしての第１の円板状ヒータ31が配置
されている。また、前記支持棒２の屈曲部内には前記第
１の円板状ヒータ31と平行に対向する高純度のシリンカ
ーバイドからなる第２の円板状ヒータ32が配置されてい
る。なお、前記各円板状ヒータ31、32は、例えば気相成
長法で製造された直径200mmのものであり、かつこれら
ヒータ31、32は50mmの間隔をあけて対向されている。そ
して、前記支持部材１と第１の円板状ヒータ31の間には
シャッタ４が介在されている。このシャッタ４は、被遮
蔽部を挟んで少なくとも両側に遮蔽部を有する形状をな
し、具体的には第２図に示すように約600mm×200mmの長
方形で、中央部に非遮蔽部としての直径150mmの穴５が
開口された形状を有する。こうした支持部材１、第１、
第２の円板状ヒータ31、32及びシャッタ４は図示しない
チャンバ内に配置されている。
あり、該支持部材１は上端を正方形に配置し、かつ２回
屈曲させた４本の支持棒２から構成されている。この支
持部材１の上方には、高純度のシリコンカーバイドから
なる主面状ヒータとしての第１の円板状ヒータ31が配置
されている。また、前記支持棒２の屈曲部内には前記第
１の円板状ヒータ31と平行に対向する高純度のシリンカ
ーバイドからなる第２の円板状ヒータ32が配置されてい
る。なお、前記各円板状ヒータ31、32は、例えば気相成
長法で製造された直径200mmのものであり、かつこれら
ヒータ31、32は50mmの間隔をあけて対向されている。そ
して、前記支持部材１と第１の円板状ヒータ31の間には
シャッタ４が介在されている。このシャッタ４は、被遮
蔽部を挟んで少なくとも両側に遮蔽部を有する形状をな
し、具体的には第２図に示すように約600mm×200mmの長
方形で、中央部に非遮蔽部としての直径150mmの穴５が
開口された形状を有する。こうした支持部材１、第１、
第２の円板状ヒータ31、32及びシャッタ４は図示しない
チャンバ内に配置されている。
次に、上述した短時間熱処理装置の作用を第１図（ａ）
〜（ｃ）を参照して説明する。まず、同図（ａ）に示す
ようにシャッタ４を閉じた状態で、第１、第２の円板状
ヒータ31、32を共に昇温させ、図示しないホルダによっ
て被熱処理基板５を支持部材１の４本の支持棒２上にロ
ードする。
〜（ｃ）を参照して説明する。まず、同図（ａ）に示す
ようにシャッタ４を閉じた状態で、第１、第２の円板状
ヒータ31、32を共に昇温させ、図示しないホルダによっ
て被熱処理基板５を支持部材１の４本の支持棒２上にロ
ードする。
第１、第２の円板状ヒータ31、32が共に充分に昇温した
ら、同図（ｂ）に示すようにシャッタ４をその穴５が前
記基板６に対応するように左方向に移動させて、シャッ
タ４を開き、基板６を第１、第２の円板状ヒータ31、32
により昇温させ、熱処理する。熱処理温度及び時間は、
熱処理対象（例えば燐化ガラス膜の溶融、イオン注入さ
れた不純物の活性化、気相成長法で形成されたシリコン
酸化膜のデンシファイ等）によって異なるが、概略1100
〜1200℃で、５〜20秒間の条件に設定する。
ら、同図（ｂ）に示すようにシャッタ４をその穴５が前
記基板６に対応するように左方向に移動させて、シャッ
タ４を開き、基板６を第１、第２の円板状ヒータ31、32
により昇温させ、熱処理する。熱処理温度及び時間は、
熱処理対象（例えば燐化ガラス膜の溶融、イオン注入さ
れた不純物の活性化、気相成長法で形成されたシリコン
酸化膜のデンシファイ等）によって異なるが、概略1100
〜1200℃で、５〜20秒間の条件に設定する。
所要の熱処理が完了すると、同図（ｃ）に示すようにシ
ャッタ４を更に左方向に移動させてシャッタ４を閉じ、
図示しないホルダによって基板６を支持部材１の支持棒
２から前記シャッタ４の動き対し直交する方向にアンロ
ードする。
ャッタ４を更に左方向に移動させてシャッタ４を閉じ、
図示しないホルダによって基板６を支持部材１の支持棒
２から前記シャッタ４の動き対し直交する方向にアンロ
ードする。
しかして、本発明によれば第１の円板状ヒータ31として
耐酸化性の優れたシリコンカーバイドで形成することに
より、酸化性ガスを含む大気中での熱処理が可能とな
る。その結果、板状ヒータの特徴である輻射、対流が充
分に活かされ、かつ昇温速度を高くできるため、被熱処
理基板６を短時間で均一に加熱できる。事実、第１図
（ａ）〜（ｃ）の熱処理装置を使用して基板６の面内均
一性を調べたところ、±３％以内に納めることが可能で
あった。
耐酸化性の優れたシリコンカーバイドで形成することに
より、酸化性ガスを含む大気中での熱処理が可能とな
る。その結果、板状ヒータの特徴である輻射、対流が充
分に活かされ、かつ昇温速度を高くできるため、被熱処
理基板６を短時間で均一に加熱できる。事実、第１図
（ａ）〜（ｃ）の熱処理装置を使用して基板６の面内均
一性を調べたところ、±３％以内に納めることが可能で
あった。
また、支持部材１内に第２の円板状ヒータ32を配置し、
第１の円板状ヒータ31で被熱処理基板６を加熱する前に
プレヒートすれば、シャッタ４の開放後の第１の円板状
ヒータ31による所定の温度まで昇温する時間を短縮で
き、より一層の短時間熱処理が可能となる。
第１の円板状ヒータ31で被熱処理基板６を加熱する前に
プレヒートすれば、シャッタ４の開放後の第１の円板状
ヒータ31による所定の温度まで昇温する時間を短縮で
き、より一層の短時間熱処理が可能となる。
更に、前記形状のシャッタ４を一方向（例えば左方向）
に移動させて開閉を行えば、その非遮蔽部である穴５に
よる被熱処理基板６の加熱時間が各点において同一とな
るため、基板６面内の熱処理による均一性を向上でき
る。これを前述した第１図（ａ）〜（ｃ）を参照して具
体的に説明する。ここで、前記シャッタ４の穴５の左端
をLs、右端をRs、前記基板６の左端をＬ、右端をＲとし
て説明する。まず、第１図（ａ）から第１図（ｂ）の状
態にシャッタ４を左方向（矢印方向）に移動させる開動
作に際し、シャッタ４の穴５の左端Lsが最初に基板６の
右端Ｒに対向して第１の円板状ヒータ31で加熱され、同
基板６の左端Ｌが最後にシャッタ４の穴５の左端Lsに対
向して同ヒータ31で加熱される。つまり、第１図（ａ）
から第１図（ｂ）までのシャッタ４による開動作過程に
おいて、基板６の左端Ｌは加熱時間が最も短く、右端Ｒ
側に向かうほど加熱時間が長くなる。一方、第１図
（ｂ）から第１図（ｃ）の状態にシャッタ４を同一の方
向（左方向）に移動させる閉動作に際し、シャッタ４の
穴５の右端Rsが最初に基板６の右端Ｒに対向して遮蔽さ
れ、同基板６の左端Ｌが最後にシャッタ４の穴５の右端
Rsに対向して遮蔽される。つまり、第１図（ｂ）から第
１図（ｃ）までのシャッタ４による閉動作過程におい
て、最初に遮蔽される基板６の右端Ｒは加熱時間が最も
短く、遮蔽が最後になる左端Ｌ側に向かうほど加熱時間
が長くなる。従って、非遮蔽部としての穴５を有するシ
ャッタ４を一方向（例えば左方向）に移動させて開閉を
行うことによって、開時に最も長い時間加熱される基板
６の右端Ｒは閉時に最も短い時間加熱され、開時に最も
短い時間加熱される基板６の左端Ｌは閉時に最も長い時
間加熱されるため、トータル的には基板６の右端Ｒ、左
端Ｌが共に同じ時間加熱されることになり、基板６面内
を均一に熱処理できる。特に、短時間熱処理においては
シャッタの開閉に際し、前記基板６の左端Ｌと右端Ｒで
の加熱開始時間、加熱終了時間の遅れは不均一加熱に多
大に影響するが、前述した形状のシャッタ４を一方向に
移動させて開閉することによって、シャッタ４の穴５と
基板６の左右端との位置関係による不均一加熱を解消し
て基板６面内を均一に短時間熱処理できる。しかも、基
板６のホルダによるロード及びアンロードをシャッタ４
の移動方向に対して直交させるようにすれば、基板６面
内のより一層の均一加熱が達成できる。
に移動させて開閉を行えば、その非遮蔽部である穴５に
よる被熱処理基板６の加熱時間が各点において同一とな
るため、基板６面内の熱処理による均一性を向上でき
る。これを前述した第１図（ａ）〜（ｃ）を参照して具
体的に説明する。ここで、前記シャッタ４の穴５の左端
をLs、右端をRs、前記基板６の左端をＬ、右端をＲとし
て説明する。まず、第１図（ａ）から第１図（ｂ）の状
態にシャッタ４を左方向（矢印方向）に移動させる開動
作に際し、シャッタ４の穴５の左端Lsが最初に基板６の
右端Ｒに対向して第１の円板状ヒータ31で加熱され、同
基板６の左端Ｌが最後にシャッタ４の穴５の左端Lsに対
向して同ヒータ31で加熱される。つまり、第１図（ａ）
から第１図（ｂ）までのシャッタ４による開動作過程に
おいて、基板６の左端Ｌは加熱時間が最も短く、右端Ｒ
側に向かうほど加熱時間が長くなる。一方、第１図
（ｂ）から第１図（ｃ）の状態にシャッタ４を同一の方
向（左方向）に移動させる閉動作に際し、シャッタ４の
穴５の右端Rsが最初に基板６の右端Ｒに対向して遮蔽さ
れ、同基板６の左端Ｌが最後にシャッタ４の穴５の右端
Rsに対向して遮蔽される。つまり、第１図（ｂ）から第
１図（ｃ）までのシャッタ４による閉動作過程におい
て、最初に遮蔽される基板６の右端Ｒは加熱時間が最も
短く、遮蔽が最後になる左端Ｌ側に向かうほど加熱時間
が長くなる。従って、非遮蔽部としての穴５を有するシ
ャッタ４を一方向（例えば左方向）に移動させて開閉を
行うことによって、開時に最も長い時間加熱される基板
６の右端Ｒは閉時に最も短い時間加熱され、開時に最も
短い時間加熱される基板６の左端Ｌは閉時に最も長い時
間加熱されるため、トータル的には基板６の右端Ｒ、左
端Ｌが共に同じ時間加熱されることになり、基板６面内
を均一に熱処理できる。特に、短時間熱処理においては
シャッタの開閉に際し、前記基板６の左端Ｌと右端Ｒで
の加熱開始時間、加熱終了時間の遅れは不均一加熱に多
大に影響するが、前述した形状のシャッタ４を一方向に
移動させて開閉することによって、シャッタ４の穴５と
基板６の左右端との位置関係による不均一加熱を解消し
て基板６面内を均一に短時間熱処理できる。しかも、基
板６のホルダによるロード及びアンロードをシャッタ４
の移動方向に対して直交させるようにすれば、基板６面
内のより一層の均一加熱が達成できる。
更にまた、上記各部材が配置される図示しないチャンバ
内を減圧下にした状態で、基板のロードを行ない、その
後数10torr〜数100torrまでガスを導入し、基板の短時
間熱処理を行ない、つづいて、再度減圧にしてアンロー
ドを行なうようにしてもよい。こうした操作において、
酸化や窒化し易い処理面を持つ基板を使用し、その処理
面を酸化や窒化させたくない場合には、不活性ガスを導
入し、酸化や窒化させたい場合には反応性ガスや反応性
プラズマ等をチャンバ内に導入すればよい。
内を減圧下にした状態で、基板のロードを行ない、その
後数10torr〜数100torrまでガスを導入し、基板の短時
間熱処理を行ない、つづいて、再度減圧にしてアンロー
ドを行なうようにしてもよい。こうした操作において、
酸化や窒化し易い処理面を持つ基板を使用し、その処理
面を酸化や窒化させたくない場合には、不活性ガスを導
入し、酸化や窒化させたい場合には反応性ガスや反応性
プラズマ等をチャンバ内に導入すればよい。
なお、上記実施例ではシャツタを配置することにより、
第１の円板状ヒータによる短時間熱処理を行なったが、
シャッタの代わりに第１の円板状ヒータを支持部材に配
置された被熱処理基板に対して進退自在とし、短時間熱
処理時に第１の円板状ヒータを被熱処理基板に近接する
ように移動させる構造にしてもよい。
第１の円板状ヒータによる短時間熱処理を行なったが、
シャッタの代わりに第１の円板状ヒータを支持部材に配
置された被熱処理基板に対して進退自在とし、短時間熱
処理時に第１の円板状ヒータを被熱処理基板に近接する
ように移動させる構造にしてもよい。
上記実施例では、第２の円板状ヒータを支持部材の４本
の支持棒内に配置したが、これに限定されない。例え
ば、第３図に示すように支持部材１を構成する支持棒２
を真直ぐにし、これら支持棒２が挿入される孔７を第２
の円板状ヒータ32に開口し、該ヒータ32を上下動自在な
構造にしてもよい。また、第４図に示すように支持部材
１を、先端を正方形に配置した４本の分岐支持棒８と、
これら４本の分岐支持棒８を一体に連結する主支持棒９
とから構成し、該主支持棒９が挿入される孔７を第２の
円板状ヒータ32に開口し、該ヒータ32を上下動自在な構
造にしてもよい。
の支持棒内に配置したが、これに限定されない。例え
ば、第３図に示すように支持部材１を構成する支持棒２
を真直ぐにし、これら支持棒２が挿入される孔７を第２
の円板状ヒータ32に開口し、該ヒータ32を上下動自在な
構造にしてもよい。また、第４図に示すように支持部材
１を、先端を正方形に配置した４本の分岐支持棒８と、
これら４本の分岐支持棒８を一体に連結する主支持棒９
とから構成し、該主支持棒９が挿入される孔７を第２の
円板状ヒータ32に開口し、該ヒータ32を上下動自在な構
造にしてもよい。
上記実施例では、面状ヒータを高純度シリコンカーバイ
ドから形成したが、モリブデンやタンタル等の高融点金
属の基材表面に高純度シリコンカーバイド膜を被覆した
構造の板状ヒータを用いてもよい。
ドから形成したが、モリブデンやタンタル等の高融点金
属の基材表面に高純度シリコンカーバイド膜を被覆した
構造の板状ヒータを用いてもよい。
以上詳述した如く、本発明によればシリコンカーバイド
を主材料とした板状ヒータを使用するこによって、シリ
コンウェハ等の被熱処理基板を短時間で均一に昇温で
き、更に酸素や窒素の雰囲気下での酸化や窒化を行なう
ことが可能な短時間熱処理装置を提供できる。
を主材料とした板状ヒータを使用するこによって、シリ
コンウェハ等の被熱処理基板を短時間で均一に昇温で
き、更に酸素や窒素の雰囲気下での酸化や窒化を行なう
ことが可能な短時間熱処理装置を提供できる。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例を示す短時間
熱処理装置の概略断面図、第２図は第１図の熱処理装置
に使用されるシャッタの平面図、第３図及び第４図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す断面図である。 １……支持部材、２……支持棒、31、32……円板状ヒー
タ、４……シャッタ、５……穴、６……被熱処理基板。
熱処理装置の概略断面図、第２図は第１図の熱処理装置
に使用されるシャッタの平面図、第３図及び第４図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す断面図である。 １……支持部材、２……支持棒、31、32……円板状ヒー
タ、４……シャッタ、５……穴、６……被熱処理基板。
Claims (2)
- 【請求項１】被熱処理基板を支持する支持部材と、 前記支持部材上の前記基板と対向して配置されるシリコ
ンカーバイドを主材料とする面状ヒータと、 前記支持部材と前記面状ヒータの間に配置され、非遮蔽
部を挟んで少なくとも両側に遮蔽部を有する形状をな
し、一方向への移動により前記非遮蔽部で開動作を行
い、前記両側の遮蔽部で閉動作を行うシャッタと を具備したことを特徴とする短時間熱処理装置。 - 【請求項２】前記支持部材は、前記被熱処理基板を支持
した状態で前記基板裏面の大部分を露出させるような形
状を有し、かつ前記基板の裏面側にシリコンカーバイド
を主材料とする別の面状ヒータを配置したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の短時間熱処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59274622A JPH0669041B2 (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 短時間熱処理装置 |
| JP5485290A JPH02270329A (ja) | 1984-12-28 | 1990-03-08 | 短時間熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59274622A JPH0669041B2 (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 短時間熱処理装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5485290A Division JPH02270329A (ja) | 1984-12-28 | 1990-03-08 | 短時間熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61156742A JPS61156742A (ja) | 1986-07-16 |
| JPH0669041B2 true JPH0669041B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=17544285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59274622A Expired - Lifetime JPH0669041B2 (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 短時間熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669041B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4849062B2 (ja) * | 2007-12-10 | 2011-12-28 | トヨタ自動車株式会社 | 定常絞り特性と感圧開弁特性とを両立させたショックアブソーバピストン |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54159750A (en) * | 1978-06-07 | 1979-12-17 | Toshiba Corp | Silundum plate type heat generating body |
| JPS59109133U (ja) * | 1983-01-12 | 1984-07-23 | 松下電子工業株式会社 | 赤外線加熱処理装置 |
| JPS59109135U (ja) * | 1983-01-12 | 1984-07-23 | 松下電子工業株式会社 | 赤外線加熱処理装置 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59274622A patent/JPH0669041B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61156742A (ja) | 1986-07-16 |
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