JPH0817842A - ヒ−タ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対向する一対のヒ−タを用いて半導体ウエハ
の加熱を行うときに、その半導体ウエハの温度分布を均
一にする。 【構成】 一対のヒ−タ３０のうち少なくとも一方を、
周辺部の厚さが中央部よりも薄くなるように構成する。
このようにヒ−タ３０の厚さに差をつけることでウエハ
の温度分布を均一にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハの加熱に
用いるヒ−タ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ（以下、ウエハと称す
る。）を加熱するためのヒ−タは、例えばアニ−ル装置
において用いられる。図３はアニ−ル装置の概略図であ
る。図３において、このアニ−ル装置は反応室１２内の
ヒ−タ１０上に、石英板１８などの絶縁物、ウエハ１６
を乗せるサセプタ１４で構成される。また、対向する一
対のヒ−タと、その間に挿入するウエハ１６を乗せるサ
セプタ１４で構成されるアニ−ル装置もある。

【０００３】図４（ａ）はヒ−タ１０の平面図である。
図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂでの断面図である。ヒ
−タ１０は、例えばカ−ボン板で、ほぼ正方形状であ
り、切り込み２２を入れることにより作成している。ま
た、ヒ−タ１０の厚さは、一様である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すヒ−タ１０を一枚用いたアニ−ル装置では、ウエハ
１６両面の温度分布は均一だが昇温に時間がかかるとい
う問題がある。また、対向する一対のヒ−タ１０を用い
たアニ−ル装置では、ウエハ１６が対向するヒ−タ１０
内の空間にあるので、ヒ−タ１０を１枚用いたアニ−ル
装置に比べて昇温時間は速いが、対向するヒ−タ１０の
間隔が狭くなると、ウエハ１６面内の温度分布が不均一
になるという問題がある。

【０００５】その原因としてはヒ−タ１０の端に行くほ
どアニ−ル時に導入する雰囲気ガスの対流の効果が大き
くなるが、ヒ−タ１０の中央付近ではヒ−タ１０からの
輻射の効果が主となり、ガスの対流により熱が外へ逃げ
にくくなることがあげられる。したがって、ウエハ１６
両面の温度分布は中央付近が高く周辺が低くなってしま
う。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のヒ−タ構造は、
上記問題点を解決するために、対向する一対のヒ−タを
有し、その間にウエハを乗せるサセプタを挿入して加熱
するヒ−タ構造において、その一対のヒ−タのうち少な
くとも一方を周辺部の厚さが中央部よりも薄くなるよう
に構成したものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、ヒ−タの厚さにより中央では
温度が低く、周辺では温度が高くすることができ、ヒ−
タ上に温度分布を形成することができる。

【０００８】

【実施例】ウエハを加熱するためのヒ−タ構造は、例え
ば、アニ−ル装置において用いられる。図１に本発明の
実施例のヒ−タ構造を用いたアニ−ル装置を示す。図１
において反応室３２内には、対向する一対のヒ−タ３０
が間隔をおいて配置され、その間に挿入されたウエハ３
６を乗せるサセプタ３４と、そのサセプタ３４を支える
サセプタ支持棒３８により構成されている。また、反応
室３２はガス導入口４０とガス排出口４１を有する。

【０００９】図２（ａ）はヒ−タ３０の平面図であり図
２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａでの断面図である。ヒ−
タ３０は、例えばカ−ボン板で、ほぼ正方形状であり、
１本の道になるように互い違いに等間隔で入れた切り込
み４２と、１辺の両端に電極線接触部４４を有する。ま
た、中央に厚さｔ２で直径ｗ１の円を残して、周辺を厚
さｔ１に削りヒ−タ３０の厚さに差をつけてある。

【００１０】ヒ−タ３０の変形例として、中央から周辺
に向かって徐々に薄くなるように、ヒ−タ３０の厚み全
体にテ−パをつけたヒ−タ３０の断面図を図２（Ｃ）に
示す。なお、この実施例では、図２（ｂ）に示した構造
のヒ−タ３０を用いた例について説明するが図２（Ｃ）
に示した構造のヒ−タ３０であっても、同様の効果が得
られる。

【００１１】このように構成されたアニ−ル装置におい
て、ガス導入口４０から雰囲気ガスを注入し、電極線接
触部４４に電圧を印加することで、アニ−ルを行う。な
お、雰囲気ガスはアニ−ルのあいだ流し続け、ガス排出
口４１より排出される。

【００１２】ヒ−タ３０の厚さが変わることにより、ヒ
−タ３０の薄い部分では抵抗が高くなるために温度が高
くなり、逆にヒ−タ３０の厚い部分では抵抗が低くなる
ために温度が低くなる。したがって、ヒ−タ３０内で温
度分布をつけることによりウエハ３６面内での温度分布
を互いに相殺することができる。

【００１３】次に本発明のヒ−タ３０の効果を確認する
ために、図２において例えば一辺を１８０ｍｍ、中央に
厚さｔ２が３ｍｍで直径ｗ１が１００ｍｍの円を残し
て、周辺の厚さｔ１が２ｍｍになるように削ったヒ−タ
３０を作成し、その特性を測定した。

【００１４】図１において、例えば、ウエハ３６に４イ
ンチＳｉウエハを用い、対向するヒ−タ３０の間隔を３
０ｍｍとし、ガス導入口４０から雰囲気ガスとしてＡｒ
０．３ＳＬＭを注入する。また、ヒ−タ温度は４００℃
から８５０℃に昇温する。

【００１５】対向する一対のヒ−タ３０を用いたアニ−
ル装置においてウエハ３６のアニ−ルを行うと、ヒ−タ
３０が８５０℃となったときウエハ３６の中央と周辺の
温度差は６℃となり、昇温にかかる時間は約１分５０秒
である。なお、ヒ−タ３０を上下片方のみ用いた場合に
も同様の結果が得られる。しかし、図３に示す従来のヒ
−タ１０を用いた場合、昇温にかかる時間は同様だが、
中央と周辺の温度差は１１〜１２℃となる。

【００１６】なお、実施例ではヒ−タ３０を用いるウエ
ハ加熱装置として、アニ−ル装置を用いたが、シンタ装
置や結晶成長装置などにおいても本発明のヒ−タ３０を
用いることができる。また、ヒ−タ３０の材料はＳｉＣ
コ−トしたカ−ボンやＳｉＣでもかまわず、形状も角型
に限らず、円型、その他の形状でもかまない。また、切
り込み４２の入れかた、幅など、他の寸法についても何
らこれに限定される必要はない。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればヒ
−タの厚さを中央を厚く、周辺を薄く形成することで、
ヒ−タの温度を中央では低く周辺では高くできる。した
がって、対向する一対のヒ−タを用いる、例えばアニ−
ル装置において、対向するヒ−タの間隔が狭くなった場
合でもヒ−タからの輻射の効果によるウエハの中央での
温度上昇を低減して、ウエハ面内の温度分布を均一に保
つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のヒ−タを用いたアニ−ル装置
を示す概略図である。

【図２】本発明の実施例のヒ−タ構造を示す平面図と断
面図である。

【図３】従来のヒ−タを用いたアニ−ル装置を示す概略
図である。

【図４】従来のヒ−タ構造を示す平面図と断面図であ
る。

【符号の説明】

３０ ヒ−タ ３２ 反応室 ３４ サセプタ ３６ ウエハ ３８ サセプタ支持棒 ４０ ガス導入口 ４１ ガス排出口 ４２ 切り込み ４４ 電極線接触部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対のヒ−タを有し、その間に
   挿入した半導体ウエハを加熱するヒ−タ構造において、
   前記一対のヒ−タのうち少なくとも１方のヒ−タは、周
   辺部の厚さが中央部よりも薄いことを特徴とするヒ−タ
   構造。
2. 【請求項２】 前記一対のヒ−タのうち少なくとも１方
   のヒ−タは、中央部から周辺に向かって徐々に薄く形成
   されていることを特徴とする請求項１記載のヒ−タ構
   造。