JPH0917731A - 半導体ウェハ加熱装置 - Google Patents
半導体ウェハ加熱装置Info
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- JPH0917731A JPH0917731A JP16390695A JP16390695A JPH0917731A JP H0917731 A JPH0917731 A JP H0917731A JP 16390695 A JP16390695 A JP 16390695A JP 16390695 A JP16390695 A JP 16390695A JP H0917731 A JPH0917731 A JP H0917731A
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- Japan
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- bath
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 26
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 53
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ウェハ１５の加熱温度条件が変っても極めて短
時間で変更し対応できるようにする。 【構成】ウエハ１５の加熱すべき最高温度より高い温度
のガスを蓄える高温恒温槽１と、高温恒温槽１の温度と
極めて大きな温度差の常温のガスを蓄える低温恒温槽２
とを設け、ウェハ１５の加熱すべき温度に応じて各恒温
槽からのガス流量を割合を決め、ウェハ１５を加熱する
熱媒体であるガスの温度を任意に変えている。
時間で変更し対応できるようにする。 【構成】ウエハ１５の加熱すべき最高温度より高い温度
のガスを蓄える高温恒温槽１と、高温恒温槽１の温度と
極めて大きな温度差の常温のガスを蓄える低温恒温槽２
とを設け、ウェハ１５の加熱すべき温度に応じて各恒温
槽からのガス流量を割合を決め、ウェハ１５を加熱する
熱媒体であるガスの温度を任意に変えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、処理ガスが導入され一
定に減圧維持されたチャンバ内に収納される半導体ウェ
ハを載置し加熱する半導体ウェハ加熱装置に関する。
定に減圧維持されたチャンバ内に収納される半導体ウェ
ハを載置し加熱する半導体ウェハ加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の半導体ウェハ加熱装置は、例え
ば、スパッタリング装置などに使用されている。この半
導体ウェハ加熱装置は、面内の温度を均一にするために
直接ヒータなどで加熱することなく半導体ウェハ（以下
単にウェハと記す）をガスを熱媒体として加熱してい
た。
ば、スパッタリング装置などに使用されている。この半
導体ウェハ加熱装置は、面内の温度を均一にするために
直接ヒータなどで加熱することなく半導体ウェハ（以下
単にウェハと記す）をガスを熱媒体として加熱してい
た。
【０００３】図２は従来の半導体ウェハ加熱装置の一例
における概略を示す図である。このウェハ加熱装置は、
図２に示すように、ガスボンベ１１からマスフローコン
トローラ１０を介して供給されるガスをヒータ９で加熱
され所定の温度に維持し一時的に蓄える恒温槽３と、チ
ャンバ１３に収納されたウェハ１５をクランプ１４で固
定するとともにウェハ１５の裏面にガスを吹き付けるガ
ス吹出し口７とガス吹出し口７と連なり恒温槽３から供
給されるガスを一時停留させるガス溜り室６とを具備す
る載置台５と、ガス溜り室６と恒温槽３の熱電対８ａ，
８ｂの出力を入力しマスフローコントローラ１０とヒー
タ９を制御しガスの温度を可変する制御部４とを備えて
いる。
における概略を示す図である。このウェハ加熱装置は、
図２に示すように、ガスボンベ１１からマスフローコン
トローラ１０を介して供給されるガスをヒータ９で加熱
され所定の温度に維持し一時的に蓄える恒温槽３と、チ
ャンバ１３に収納されたウェハ１５をクランプ１４で固
定するとともにウェハ１５の裏面にガスを吹き付けるガ
ス吹出し口７とガス吹出し口７と連なり恒温槽３から供
給されるガスを一時停留させるガス溜り室６とを具備す
る載置台５と、ガス溜り室６と恒温槽３の熱電対８ａ，
８ｂの出力を入力しマスフローコントローラ１０とヒー
タ９を制御しガスの温度を可変する制御部４とを備えて
いる。
【０００４】この半導体ウェハ加熱装置によるウェハ１
５の加熱には、まず、ガスボンベ１１からのガスを恒温
槽３に充満させヒータ９で加熱しウェハ１５の加熱温度
より稍高い温度にする。次に、バルブ（図示せず）を開
き恒温槽３のガスをガス溜り室６へ送り込むと同時にマ
スフローコントローラ１０を動作させ一定流量のガスを
恒温槽３を経てガス溜り室６へと送り込み、吹出し口７
からガスを放出させ、ウェハ１５にガスを接触させウェ
ハ１５を加熱する。
５の加熱には、まず、ガスボンベ１１からのガスを恒温
槽３に充満させヒータ９で加熱しウェハ１５の加熱温度
より稍高い温度にする。次に、バルブ（図示せず）を開
き恒温槽３のガスをガス溜り室６へ送り込むと同時にマ
スフローコントローラ１０を動作させ一定流量のガスを
恒温槽３を経てガス溜り室６へと送り込み、吹出し口７
からガスを放出させ、ウェハ１５にガスを接触させウェ
ハ１５を加熱する。
【０００５】そして、加熱されたガスの一定量をガス溜
り室６に順次送り込み、ガスとウェハとを接触させ伝熱
しウェハ１５を加熱する。次に、ガス溜り室６の温度が
ウェハ１５の所望の温度に対応する温度に達したら、ヒ
ータ９による加熱を停止し、時間の経過に伴なって温度
が下降したら、再びヒータ９による加熱を開始するなど
の制御を制御部４が自動的に行ないウェハ１５の温度を
一定に維持する。
り室６に順次送り込み、ガスとウェハとを接触させ伝熱
しウェハ１５を加熱する。次に、ガス溜り室６の温度が
ウェハ１５の所望の温度に対応する温度に達したら、ヒ
ータ９による加熱を停止し、時間の経過に伴なって温度
が下降したら、再びヒータ９による加熱を開始するなど
の制御を制御部４が自動的に行ないウェハ１５の温度を
一定に維持する。
【０００６】このようにウェハ１５が所望の温度に加熱
されたら、ターゲット（図示せず）からのスパッタ粒子
をウェハ１５に堆積させウェハ１５に成膜を施す。そし
て、次に処理すべきウェハが同じ温度条件であれば、ガ
ス溜り室６へのガスの温度コントロールを変えずに処理
を続行していた。
されたら、ターゲット（図示せず）からのスパッタ粒子
をウェハ１５に堆積させウェハ１５に成膜を施す。そし
て、次に処理すべきウェハが同じ温度条件であれば、ガ
ス溜り室６へのガスの温度コントロールを変えずに処理
を続行していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、処理す
べきウェハは常に同じ基板温度であるとは限らず、前工
程から送られるウェハによっては異なる温度条件で処理
しなければならないことが多々ある。かかる場合には、
上述した従来の半導体ウェハ加熱装置では、加熱温度設
定を変更しウェハを所望の温度に加熱するまで時間が長
くかかるという欠点がある。特に高い温度から低い温度
に変更するときは、載置台自身を冷さなければならず、
１時間以上かかることがある。このことは、処理装置の
生産性を低下させる。
べきウェハは常に同じ基板温度であるとは限らず、前工
程から送られるウェハによっては異なる温度条件で処理
しなければならないことが多々ある。かかる場合には、
上述した従来の半導体ウェハ加熱装置では、加熱温度設
定を変更しウェハを所望の温度に加熱するまで時間が長
くかかるという欠点がある。特に高い温度から低い温度
に変更するときは、載置台自身を冷さなければならず、
１時間以上かかることがある。このことは、処理装置の
生産性を低下させる。
【０００８】従って、本発明の目的は、基板の加熱温度
条件が変っても極めて短時間で変更し対応できる半導体
ウェハ加熱装置を提供することである。
条件が変っても極めて短時間で変更し対応できる半導体
ウェハ加熱装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、加熱さ
れたガスを半導体ウェハの裏面に吹き付け該半導体ウェ
ハを所定の温度に加熱する半導体ウェハ加熱装置におい
て、前記ガスを前記所定の温度より高い温度に維持し蓄
える高温ガス恒温槽と、前記所定の温度より低い温度で
前記ガスの温度を維持し蓄える低温ガス恒温室と、前記
半導体ウェハを載置するとともに該半導体ウェハの裏面
に前記ガスを吹き付けるガス吹出し口と該ガス吹出し口
と連なるガス溜り室とを具備する載置台と、前記高温ガ
ス恒温槽から高温の前記ガスを前記ガス溜り室に供給す
る流量と前記低温ガス恒温槽から低温の前記ガスを前記
ガス溜り室に供給する流量との割合を決め前記所定の温
度に近い温度のガスにし前記ガス溜り室に送る制御部と
を備える半導体ウェハ加熱装置である。
れたガスを半導体ウェハの裏面に吹き付け該半導体ウェ
ハを所定の温度に加熱する半導体ウェハ加熱装置におい
て、前記ガスを前記所定の温度より高い温度に維持し蓄
える高温ガス恒温槽と、前記所定の温度より低い温度で
前記ガスの温度を維持し蓄える低温ガス恒温室と、前記
半導体ウェハを載置するとともに該半導体ウェハの裏面
に前記ガスを吹き付けるガス吹出し口と該ガス吹出し口
と連なるガス溜り室とを具備する載置台と、前記高温ガ
ス恒温槽から高温の前記ガスを前記ガス溜り室に供給す
る流量と前記低温ガス恒温槽から低温の前記ガスを前記
ガス溜り室に供給する流量との割合を決め前記所定の温
度に近い温度のガスにし前記ガス溜り室に送る制御部と
を備える半導体ウェハ加熱装置である。
【００１０】また、前記低温恒温槽の前記ガスの温度が
常温であることが望ましい。
常温であることが望ましい。
【００１１】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１２】図１は本発明の半導体ウェハ加熱装置の一
実施例における概略を示す図である。この半導体ウェハ
加熱装置は、図１に示すように、ガスボンベ１１からの
ガスを加熱すべきウェハ１５の温度より高い温度に維持
し蓄える高温ガス恒温槽１と、ウェハ１５の加熱すべき
温度より低い温度でガスの温度を維持し蓄える低温ガス
恒温槽２とを設け、高温ガス恒温槽１から高温のガスを
ガス溜り室６に供給する流量と低温ガス恒温槽２から低
温のガスをガス溜り室６に供給する流量との割合を決め
加熱すべきウェハ１５の温度に近い温度にしたガスにし
このガスをガス溜り室６に送り込む制御機能を制御部４
ａにもたせたことである。
実施例における概略を示す図である。この半導体ウェハ
加熱装置は、図１に示すように、ガスボンベ１１からの
ガスを加熱すべきウェハ１５の温度より高い温度に維持
し蓄える高温ガス恒温槽１と、ウェハ１５の加熱すべき
温度より低い温度でガスの温度を維持し蓄える低温ガス
恒温槽２とを設け、高温ガス恒温槽１から高温のガスを
ガス溜り室６に供給する流量と低温ガス恒温槽２から低
温のガスをガス溜り室６に供給する流量との割合を決め
加熱すべきウェハ１５の温度に近い温度にしたガスにし
このガスをガス溜り室６に送り込む制御機能を制御部４
ａにもたせたことである。
【００１３】また、従来例で説明したように、ガスの吹
出し口７とガス溜り室６をもつ載置台５とガス溜り室６
の温度を測定する熱電対８ｂとが同じように備えられて
いる。さらに、ガスボンベ１１から高温恒温槽１および
低温恒温槽２へ供給されるガスの流量を変えるためのマ
スフローコントローラ１０ａ，１０ｂと、高温恒温槽１
および低温恒温槽２のガスを加熱するヒータ９ａ，９ｂ
と、それぞれの恒温室の温度を測定する熱電対８ｃ，８
ｄとを新たに設けている。
出し口７とガス溜り室６をもつ載置台５とガス溜り室６
の温度を測定する熱電対８ｂとが同じように備えられて
いる。さらに、ガスボンベ１１から高温恒温槽１および
低温恒温槽２へ供給されるガスの流量を変えるためのマ
スフローコントローラ１０ａ，１０ｂと、高温恒温槽１
および低温恒温槽２のガスを加熱するヒータ９ａ，９ｂ
と、それぞれの恒温室の温度を測定する熱電対８ｃ，８
ｄとを新たに設けている。
【００１４】なお、高温恒温槽１のガスの温度は加熱す
べきウェハ１５の最大温度より高い温度にすることが望
ましい。一方、低温恒温槽２のガスの温度は、高温恒温
槽１のガスの温度と温度差をもたせるために低くしてい
る。その温度は、例えば、２５°Ｃとし室温とあまり変
らない常温であることが望ましい。すなわち、ガスボン
ベ１１からの長い配管をガスが流れる内に室温と同じ温
度になるからである。この温度を常温にすることによ
り、ヒータ９ｂに電流を機会が殆どなくエネルギーの節
減にもなる。
べきウェハ１５の最大温度より高い温度にすることが望
ましい。一方、低温恒温槽２のガスの温度は、高温恒温
槽１のガスの温度と温度差をもたせるために低くしてい
る。その温度は、例えば、２５°Ｃとし室温とあまり変
らない常温であることが望ましい。すなわち、ガスボン
ベ１１からの長い配管をガスが流れる内に室温と同じ温
度になるからである。この温度を常温にすることによ
り、ヒータ９ｂに電流を機会が殆どなくエネルギーの節
減にもなる。
【００１５】次に、この半導体ウエハ加熱装置の動作を
説明する。まず、予じめ高温恒温槽１に、例えば、５０
０°Ｃのガスを蓄え、低温恒温槽２に、例えば、２５°
Ｃのガスを蓄える。そして、ウェハの温度を、例えば、
４００°Ｃにしたいときは、制御部４ａの設定温度を入
力する。このことにより制御部４ａのマイクロコンピュ
ータが設定温度からそれぞれのマスフローコントローラ
１０ａ，１０ｂの流量を設定する。流量設定が決まれ
ば、高温恒温槽１および低温恒温槽２のバルブ（図示せ
ず）が開き、５００°Ｃのガスが、例えば、１１０ｃｃ
／ｍｉｎ、２５°Ｃのガスが２５ｃｃ／ｍｉｎの流量で
合流しガス溜り室６に４３０°Ｃのガスとして供給され
る。そして、時間の経過とともにこのガス溜り室６の温
度が熱電対８ｂによって４３０度Ｃが安定して検出され
たら、ウェハ１５は４００°Ｃになったと判定される。
説明する。まず、予じめ高温恒温槽１に、例えば、５０
０°Ｃのガスを蓄え、低温恒温槽２に、例えば、２５°
Ｃのガスを蓄える。そして、ウェハの温度を、例えば、
４００°Ｃにしたいときは、制御部４ａの設定温度を入
力する。このことにより制御部４ａのマイクロコンピュ
ータが設定温度からそれぞれのマスフローコントローラ
１０ａ，１０ｂの流量を設定する。流量設定が決まれ
ば、高温恒温槽１および低温恒温槽２のバルブ（図示せ
ず）が開き、５００°Ｃのガスが、例えば、１１０ｃｃ
／ｍｉｎ、２５°Ｃのガスが２５ｃｃ／ｍｉｎの流量で
合流しガス溜り室６に４３０°Ｃのガスとして供給され
る。そして、時間の経過とともにこのガス溜り室６の温
度が熱電対８ｂによって４３０度Ｃが安定して検出され
たら、ウェハ１５は４００°Ｃになったと判定される。
【００１６】次に、次の処理すべきウェハの加熱温度が
２００°Ｃである場合は、４００°Ｃ近くに昇温された
ガス溜り室６を冷却しなけばならない。これには、ま
ず、高温恒温槽１のバルブを閉じ、低温恒温槽２からガ
スを最大流量でガス溜り室６に流す。そして、熱電対８
ｂが２２０°Ｃになったら、低温恒温槽２のバルブを閉
じ、改めて制御部４ａのマイクロコンピュータにウェハ
温度である２００°Ｃを設定する。このことによりマス
フローコントローラ１０ａ，１０ｂの流量設定が行なわ
れる。そして、高温恒温槽１および低温恒温槽２のバル
ブが開き、２２０°Ｃのガスがガス溜り室６に供給さ
れ、このガスが吹出し口７から放出されウェハ１５と接
触し、ウエハ１５の温度は約１５分程度で２００°Ｃと
なる。
２００°Ｃである場合は、４００°Ｃ近くに昇温された
ガス溜り室６を冷却しなけばならない。これには、ま
ず、高温恒温槽１のバルブを閉じ、低温恒温槽２からガ
スを最大流量でガス溜り室６に流す。そして、熱電対８
ｂが２２０°Ｃになったら、低温恒温槽２のバルブを閉
じ、改めて制御部４ａのマイクロコンピュータにウェハ
温度である２００°Ｃを設定する。このことによりマス
フローコントローラ１０ａ，１０ｂの流量設定が行なわ
れる。そして、高温恒温槽１および低温恒温槽２のバル
ブが開き、２２０°Ｃのガスがガス溜り室６に供給さ
れ、このガスが吹出し口７から放出されウェハ１５と接
触し、ウエハ１５の温度は約１５分程度で２００°Ｃと
なる。
【００１７】このように、従来、１時間以上かかってい
た高温から低温に設定を切替えが１５分という極めて短
時間でできた。また、他の処理装置で特別に載置台に冷
却機構を設けているものがあるが、この処理装置よりは
るかに早く温度設定の切替えをすることができた。
た高温から低温に設定を切替えが１５分という極めて短
時間でできた。また、他の処理装置で特別に載置台に冷
却機構を設けているものがあるが、この処理装置よりは
るかに早く温度設定の切替えをすることができた。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ウエハの
加熱すべき最高温度より高い温度のガスを蓄える高温恒
温槽と、高温恒温槽の温度と極めて大きな温度差の常温
のガスを蓄える低温恒温槽とを設け、ウェハの加熱すべ
き温度に応じて各恒温槽からのガス流量を割合を決め、
ウェハを加熱する熱媒体であるガスの温度を任意に変え
ることができるので、ウェハの加熱温度条件が変っても
極めて短時間で変更し対応できるという効果がある。
加熱すべき最高温度より高い温度のガスを蓄える高温恒
温槽と、高温恒温槽の温度と極めて大きな温度差の常温
のガスを蓄える低温恒温槽とを設け、ウェハの加熱すべ
き温度に応じて各恒温槽からのガス流量を割合を決め、
ウェハを加熱する熱媒体であるガスの温度を任意に変え
ることができるので、ウェハの加熱温度条件が変っても
極めて短時間で変更し対応できるという効果がある。
【図１】本発明の半導体ウェハ加熱装置の一実施例にお
ける概略を示す図である。
ける概略を示す図である。
【図２】従来の半導体ウェハ加熱装置の一例における概
略を示す図である。
略を示す図である。
１ 高温恒温槽 ２ 低温恒温槽 ３ 恒温槽 ４，４ａ 制御部 ５ 載置台 ６ ガス溜り室 ７ 吹出し口 ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 熱電対 ９，９ａ，９ｂ ヒータ １０，１０ａ，１０ｂ マスフローコントローラ １１ ガスボンベ １３ チャンバ １４ クランプ １５ ウェハ
Claims (2)
- 【請求項１】 加熱されたガスを半導体ウェハの裏面に
吹き付け該半導体ウェハを所定の温度に加熱する半導体
ウェハ加熱装置において、前記ガスを前記所定の温度よ
り高い温度に維持し蓄える高温ガス恒温槽と、前記所定
の温度より低い温度で前記ガスの温度を維持し蓄える低
温ガス恒温室と、前記半導体ウェハを載置するとともに
該半導体ウェハの裏面に前記ガスを吹き付けるガス吹出
し口と該ガス吹出し口と連なるガス溜り室とを具備する
載置台と、前記高温ガス恒温槽から高温の前記ガスを前
記ガス溜り室に供給する流量と前記低温ガス恒温槽から
低温の前記ガスを前記ガス溜り室に供給する流量との割
合を決め前記所定の温度に近い温度のガスにし前記ガス
溜り室に送る制御部とを備えることを特徴とする半導体
ウェハ加熱装置。 - 【請求項２】 前記低温恒温槽の前記ガスの温度が常温
であることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェハ加
熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16390695A JPH0917731A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 半導体ウェハ加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16390695A JPH0917731A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 半導体ウェハ加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917731A true JPH0917731A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15783079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16390695A Pending JPH0917731A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 半導体ウェハ加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0917731A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245491A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Gasonics:Kk | 基板熱処理装置および基板熱処理製造方法 |
| JP2022185393A (ja) * | 2021-06-02 | 2022-12-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体製造装置及び温度制御方法 |
| KR20240044625A (ko) * | 2022-09-29 | 2024-04-05 | 주식회사 저스템 | 불활성 기체의 안정화 공급장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153749A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 処理ウエハの温度制御装置及びその温度制御方法 |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP16390695A patent/JPH0917731A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153749A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 処理ウエハの温度制御装置及びその温度制御方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245491A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Gasonics:Kk | 基板熱処理装置および基板熱処理製造方法 |
| JP2022185393A (ja) * | 2021-06-02 | 2022-12-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体製造装置及び温度制御方法 |
| KR20240044625A (ko) * | 2022-09-29 | 2024-04-05 | 주식회사 저스템 | 불활성 기체의 안정화 공급장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970930 |