JPH09190981A - ウェーハの熱処理装置 - Google Patents
ウェーハの熱処理装置Info
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- JPH09190981A JPH09190981A JP2038196A JP2038196A JPH09190981A JP H09190981 A JPH09190981 A JP H09190981A JP 2038196 A JP2038196 A JP 2038196A JP 2038196 A JP2038196 A JP 2038196A JP H09190981 A JPH09190981 A JP H09190981A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェーハの中央部分と周辺部分をほぼ一様な
特性で昇温・降温させることができる熱処理装置を提供
し、ウェーハにスリップ等の欠陥が生じることを防止す
るとともに、ＣＶＤ装置による成膜における膜厚の均一
性や膜質の均一性を改善する。 【解決手段】 石英ガラス板１１により画成される処理
室１０内に下部均熱板１５を設けて該下部均熱板１５上
にウェーハＷを載置するとともに、このウェーハＷ上に
間隔を隔て上部均熱板１６を配置し、この上部均熱板１
６の中央部に凹部１８を形成して薄肉化し、処理室１０
の上下に設けたハロゲンランプ２１から赤外線を照射し
てウェーハＷを加熱するように構成した。
特性で昇温・降温させることができる熱処理装置を提供
し、ウェーハにスリップ等の欠陥が生じることを防止す
るとともに、ＣＶＤ装置による成膜における膜厚の均一
性や膜質の均一性を改善する。 【解決手段】 石英ガラス板１１により画成される処理
室１０内に下部均熱板１５を設けて該下部均熱板１５上
にウェーハＷを載置するとともに、このウェーハＷ上に
間隔を隔て上部均熱板１６を配置し、この上部均熱板１
６の中央部に凹部１８を形成して薄肉化し、処理室１０
の上下に設けたハロゲンランプ２１から赤外線を照射し
てウェーハＷを加熱するように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＶＤ装置等に
用いられるウェーハの熱処理装置、詳しくは、ウェーハ
の中央部分の昇降温特性と周縁部分の昇降温特性とを一
致させることができる熱処理装置に関する。
用いられるウェーハの熱処理装置、詳しくは、ウェーハ
の中央部分の昇降温特性と周縁部分の昇降温特性とを一
致させることができる熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＶＤ装置等にあってはウェーハへの成
膜に際してウェーハを熱処理装置を用いて加熱すること
が行われ、この種の熱処理装置として図４に示す赤外線
を用いるものが知られる。同図に示すように、この熱処
理装置は、透光性の石英ガラス板１１により処理室１０
を画成し、この処理室１０外の上下にそれぞれ複数の棒
状ハロゲンランプ２１を平行に配置し、また、処理室１
０内に下部均熱板１５と上部均熱板１６を配置して構成
される。
膜に際してウェーハを熱処理装置を用いて加熱すること
が行われ、この種の熱処理装置として図４に示す赤外線
を用いるものが知られる。同図に示すように、この熱処
理装置は、透光性の石英ガラス板１１により処理室１０
を画成し、この処理室１０外の上下にそれぞれ複数の棒
状ハロゲンランプ２１を平行に配置し、また、処理室１
０内に下部均熱板１５と上部均熱板１６を配置して構成
される。
【０００３】下部均熱板１５は、透光性材料から構成さ
れ、脚１５ａにより処理室１０内に載設される。この下
部均熱板１５は、ウェーハＷの支持台を兼用し、上面に
ウェーハＷを収容する収容凹部１９が形成される。上部
均熱板１６は、透光性材料から構成され、脚１６ａによ
り下部均熱板１５の上方に下部均熱板１５と相当の間隔
を隔て平行に設けられる。
れ、脚１５ａにより処理室１０内に載設される。この下
部均熱板１５は、ウェーハＷの支持台を兼用し、上面に
ウェーハＷを収容する収容凹部１９が形成される。上部
均熱板１６は、透光性材料から構成され、脚１６ａによ
り下部均熱板１５の上方に下部均熱板１５と相当の間隔
を隔て平行に設けられる。
【０００４】この熱処理装置は、ウェーハＷを加熱する
昇工程においてハロゲンランプ２１が発光して均熱板１
５，１６を透過する赤外線、下部均熱板１５と上部均熱
板１６との間の間隙の側方から入射する赤外線および均
熱板１５，１６の輻射による赤外線がウェーハＷに照射
し、また、成膜等の処理工程ではウェーハＷを一定の温
度に維持し、後の降温工程においてウェーハＷを冷却す
る。すなわち、図５に示すように、昇温工程では、上部
均熱板１６を透過した赤外線（光量Ｑ1）、側方から入
射する赤外線（光量Ｑ2）、上部均熱板１６との二次輻
射による赤外線（光量Ｑ3）および下部均熱板１５を透
過した赤外線（光量Ｑ4）がウェーハＷに照射され、こ
れら赤外線Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3，Ｑ4によってウェーハＷが加
熱される。
昇工程においてハロゲンランプ２１が発光して均熱板１
５，１６を透過する赤外線、下部均熱板１５と上部均熱
板１６との間の間隙の側方から入射する赤外線および均
熱板１５，１６の輻射による赤外線がウェーハＷに照射
し、また、成膜等の処理工程ではウェーハＷを一定の温
度に維持し、後の降温工程においてウェーハＷを冷却す
る。すなわち、図５に示すように、昇温工程では、上部
均熱板１６を透過した赤外線（光量Ｑ1）、側方から入
射する赤外線（光量Ｑ2）、上部均熱板１６との二次輻
射による赤外線（光量Ｑ3）および下部均熱板１５を透
過した赤外線（光量Ｑ4）がウェーハＷに照射され、こ
れら赤外線Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3，Ｑ4によってウェーハＷが加
熱される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の熱処理装置にあっては、ウェーハＷの昇温・降
温特性が均熱板１５，１６等の影響を受け、ウェーハＷ
の全面を一様に昇温、降温させることは困難で、ウェー
ハＷに部分的な熱履歴差を生じるという問題があった。
すなわち、図６に示すように、ウェーハＷの中央部分は
昇温速度および降温速度が共に低いという特性（図中、
破線）を呈するが、逆に、ウェーハＷの周辺部分は昇温
速度および降温速度が共に高いという特性（図中、実
線）を呈し、ウェーハＷの中央部分と周辺部分に熱履歴
差を生じるという問題があった。
た従来の熱処理装置にあっては、ウェーハＷの昇温・降
温特性が均熱板１５，１６等の影響を受け、ウェーハＷ
の全面を一様に昇温、降温させることは困難で、ウェー
ハＷに部分的な熱履歴差を生じるという問題があった。
すなわち、図６に示すように、ウェーハＷの中央部分は
昇温速度および降温速度が共に低いという特性（図中、
破線）を呈するが、逆に、ウェーハＷの周辺部分は昇温
速度および降温速度が共に高いという特性（図中、実
線）を呈し、ウェーハＷの中央部分と周辺部分に熱履歴
差を生じるという問題があった。
【０００６】上述したウェーハＷに生じる熱履歴の部分
的な相違は、熱応力によるスリップ等のウェーハＷ欠陥
の発生原因となり、また、ＣＶＤ装置による成膜に際し
て膜厚均一性や膜質均一性を阻害する原因となるため、
その解決が強く要望されていた。この発明は、上記事情
に鑑みてなされたもので、ウェーハの全面（全部分）を
一様な昇温速度で加熱でき、また、一様な降温速度で冷
却することができる熱処理装置を提供することを目的と
する。
的な相違は、熱応力によるスリップ等のウェーハＷ欠陥
の発生原因となり、また、ＣＶＤ装置による成膜に際し
て膜厚均一性や膜質均一性を阻害する原因となるため、
その解決が強く要望されていた。この発明は、上記事情
に鑑みてなされたもので、ウェーハの全面（全部分）を
一様な昇温速度で加熱でき、また、一様な降温速度で冷
却することができる熱処理装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、ウェーハと赤外線ランプとの間に均熱
板を介設し、前記赤外線ランプが発光する赤外線を前記
均熱板を介して前記ウェーハに照射するウェーハの熱処
理装置において、前記ウェーハの中央部分に照射される
赤外線の光量を周辺部分よりも大きくし、かつ、前記ウ
ェーハの中央部分からの放熱を促進する光量制御手段を
設けた。
め、この発明は、ウェーハと赤外線ランプとの間に均熱
板を介設し、前記赤外線ランプが発光する赤外線を前記
均熱板を介して前記ウェーハに照射するウェーハの熱処
理装置において、前記ウェーハの中央部分に照射される
赤外線の光量を周辺部分よりも大きくし、かつ、前記ウ
ェーハの中央部分からの放熱を促進する光量制御手段を
設けた。
【０００８】この発明にかかる熱処理装置は、ＣＶＤ装
置に代表される半導体製造装置に適用されるが、この
他、半導体ウェーハの製造処理に際してウェーハを加熱
する種々の半導体製造装置に適用できる。赤外線ランプ
は赤外線を発光するランプ、ハロゲンランプで代表され
るものが用いられる。この赤外線ランプは複数をウェー
ハの上下、あるいは、上下のいずれか一方に１つまたは
複数が配置されるが、その配置は適宜選択される。均熱
板は、透光性の材料から構成され、ウェーハと赤外線ラ
ンプとの間に介設される。
置に代表される半導体製造装置に適用されるが、この
他、半導体ウェーハの製造処理に際してウェーハを加熱
する種々の半導体製造装置に適用できる。赤外線ランプ
は赤外線を発光するランプ、ハロゲンランプで代表され
るものが用いられる。この赤外線ランプは複数をウェー
ハの上下、あるいは、上下のいずれか一方に１つまたは
複数が配置されるが、その配置は適宜選択される。均熱
板は、透光性の材料から構成され、ウェーハと赤外線ラ
ンプとの間に介設される。
【０００９】光量制御手段は、均熱板の中央部分の厚み
を周辺部分より薄くすること、あるいは、均熱板の光透
過率や屈折率を部分的に変えること、または、ウェーハ
の周辺部分に入射する赤外線の光量を少なくするシェー
ド部材を赤外線ランプとウェーハとの間に介設するこ
と、あるいは、レンズを介設すること等により達成され
る。
を周辺部分より薄くすること、あるいは、均熱板の光透
過率や屈折率を部分的に変えること、または、ウェーハ
の周辺部分に入射する赤外線の光量を少なくするシェー
ド部材を赤外線ランプとウェーハとの間に介設するこ
と、あるいは、レンズを介設すること等により達成され
る。
【００１０】この発明にかかるウェーハの熱処理装置
は、ウェーハを加熱する場合はウェーハの中央部分に周
辺部分よりも光量の大きな赤外線が照射されるため、ウ
ェーハの中央部分と周辺部分がほぼ同一の昇温速度で温
度上昇し、また、ウェーハを冷却する場合は、ウェーハ
の中央部分の放熱が促進されるためウェーハの中央部分
と周辺部分がほぼ同一の降温速度で温度降下する。すな
わち、ウェーハは中央部分が周辺部分よりも昇温速度が
低く、降温速度が高いが（前述した図６参照）、光量制
御手段によりウェーハは中央部分と周辺部分の降温速度
と昇温速度がほぼ一致する。このため、ウェーハの熱履
歴を全面で整合させることができ、スリップ等の欠陥の
発生が防止される。
は、ウェーハを加熱する場合はウェーハの中央部分に周
辺部分よりも光量の大きな赤外線が照射されるため、ウ
ェーハの中央部分と周辺部分がほぼ同一の昇温速度で温
度上昇し、また、ウェーハを冷却する場合は、ウェーハ
の中央部分の放熱が促進されるためウェーハの中央部分
と周辺部分がほぼ同一の降温速度で温度降下する。すな
わち、ウェーハは中央部分が周辺部分よりも昇温速度が
低く、降温速度が高いが（前述した図６参照）、光量制
御手段によりウェーハは中央部分と周辺部分の降温速度
と昇温速度がほぼ一致する。このため、ウェーハの熱履
歴を全面で整合させることができ、スリップ等の欠陥の
発生が防止される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１から図３はこの発明の一の
実施の形態にかかるウェーハの熱処理装置を示し、図１
が要部を拡大した模式断面図、図２が赤外線の照射光量
特性を示す図、図３が均熱板の温度特性を示す図であ
る。なお、前述した図４に示す熱処理装置と同一の部分
には同一の番号を付して一部の図示と説明を省略する。
面を参照して説明する。図１から図３はこの発明の一の
実施の形態にかかるウェーハの熱処理装置を示し、図１
が要部を拡大した模式断面図、図２が赤外線の照射光量
特性を示す図、図３が均熱板の温度特性を示す図であ
る。なお、前述した図４に示す熱処理装置と同一の部分
には同一の番号を付して一部の図示と説明を省略する。
【００１２】図１において、１５は収容凹部１９にウェ
ーハＷを収容保持した下部均熱板、１６は下部均熱板１
５上のウェーハＷと対向して平行に配置された上部均熱
板であり、これら均熱板１５，１６は処理室１０内に収
容される。上部均熱板１６は、上面のウェーハＷの中央
部分と対向する中央部分に凹部１８が形成され、中央部
分の肉厚（ｔ2）が周辺部分の肉厚（ｔ1）よりも薄くな
っている。この凹部１８は周縁部分がなだらかな曲面を
形成する。
ーハＷを収容保持した下部均熱板、１６は下部均熱板１
５上のウェーハＷと対向して平行に配置された上部均熱
板であり、これら均熱板１５，１６は処理室１０内に収
容される。上部均熱板１６は、上面のウェーハＷの中央
部分と対向する中央部分に凹部１８が形成され、中央部
分の肉厚（ｔ2）が周辺部分の肉厚（ｔ1）よりも薄くな
っている。この凹部１８は周縁部分がなだらかな曲面を
形成する。
【００１３】なお、この実施の形態では、上部均熱板１
６には中央部分の肉厚ｔ2を薄くするために上面に凹部
１８を形成するが、下面に凹部を形成すること、あるい
は、上面と下面の双方に凹部を形成して中央部分の薄肉
化を図ることも可能である。また、この実施の形態は上
部均熱板１６を薄肉化するが、下部均熱板１５を上部均
熱板１６と同様に薄肉化すること、下部均熱板１５と上
部均熱板１６の双方を薄肉化することも可能である。さ
らに、この実施の形態では、凹部１８の形状について特
に言及しないが、この形状は任意に選択することができ
る。そして、この凹部１８により薄肉化を図りつつレン
ズ効果、例えば、赤外線をウェーハＷの中央部に集光す
るように構成することもできる。
６には中央部分の肉厚ｔ2を薄くするために上面に凹部
１８を形成するが、下面に凹部を形成すること、あるい
は、上面と下面の双方に凹部を形成して中央部分の薄肉
化を図ることも可能である。また、この実施の形態は上
部均熱板１６を薄肉化するが、下部均熱板１５を上部均
熱板１６と同様に薄肉化すること、下部均熱板１５と上
部均熱板１６の双方を薄肉化することも可能である。さ
らに、この実施の形態では、凹部１８の形状について特
に言及しないが、この形状は任意に選択することができ
る。そして、この凹部１８により薄肉化を図りつつレン
ズ効果、例えば、赤外線をウェーハＷの中央部に集光す
るように構成することもできる。
【００１４】この実施の形態にあっては、下部均熱板１
５の収容凹部１９内にウェーハＷを載置し、処理室１０
の上下両側からハロゲンランプ２１により赤外線をウェ
ーハＷに照射する（図４参照）。そして、昇温工程にお
いて、前述したように、ウェーハＷは、上部均熱板１６
を透過する赤外線Ｑ1、側方から入射する赤外線Ｑ2、二
次輻射による赤外線Ｑ3および下部均熱板１５を透過し
た赤外線Ｑ4により加熱される。
５の収容凹部１９内にウェーハＷを載置し、処理室１０
の上下両側からハロゲンランプ２１により赤外線をウェ
ーハＷに照射する（図４参照）。そして、昇温工程にお
いて、前述したように、ウェーハＷは、上部均熱板１６
を透過する赤外線Ｑ1、側方から入射する赤外線Ｑ2、二
次輻射による赤外線Ｑ3および下部均熱板１５を透過し
た赤外線Ｑ4により加熱される。
【００１５】ここで、上部均熱板１６は中央部分に凹部
１８が形成され中央部分が薄肉化されているため、図２
に示すように、この上部均熱板１６の中央部分を経てウ
ェーハＷの中央部分に照射される光量（単位面積当たり
の光量）Ｑ1”が周辺部分を経てウェーハＷの周辺部分
に照射される光量Ｑ1’より大きく、また、図３に示す
ように、上部均熱板１６は中央部分の熱容量（単位面積
当たり）が周辺部分より小さく中央部分の温度が周辺部
分よりも速やかに上昇する。したがって、ウェーハＷの
中央部分の昇温特性と周辺部分の昇温特性をほぼ一致さ
せることができる。
１８が形成され中央部分が薄肉化されているため、図２
に示すように、この上部均熱板１６の中央部分を経てウ
ェーハＷの中央部分に照射される光量（単位面積当たり
の光量）Ｑ1”が周辺部分を経てウェーハＷの周辺部分
に照射される光量Ｑ1’より大きく、また、図３に示す
ように、上部均熱板１６は中央部分の熱容量（単位面積
当たり）が周辺部分より小さく中央部分の温度が周辺部
分よりも速やかに上昇する。したがって、ウェーハＷの
中央部分の昇温特性と周辺部分の昇温特性をほぼ一致さ
せることができる。
【００１６】そして、処理工程の後の降温工程、換言す
れば、冷却時においては、図３に示すように、上部均熱
板１６の中央部分の熱容量が小さく中央部分の温度が周
辺部分の温度よりも速やかに低下する。このため、ウェ
ーハＷも中央部分の温度降下と周辺部分の温度降下の特
性とがほぼ一致する。なお、図３においては、実線が上
部均熱板１６の中央部分の温度特性を、破線が周辺部分
の温度特性を示す。
れば、冷却時においては、図３に示すように、上部均熱
板１６の中央部分の熱容量が小さく中央部分の温度が周
辺部分の温度よりも速やかに低下する。このため、ウェ
ーハＷも中央部分の温度降下と周辺部分の温度降下の特
性とがほぼ一致する。なお、図３においては、実線が上
部均熱板１６の中央部分の温度特性を、破線が周辺部分
の温度特性を示す。
【００１７】上述したように、この実施の形態は、ウェ
ーハＷの中央部分の温度の昇降温特性と周辺部分の温度
の昇降温特性とをほぼ一致させることができるため、ス
リップ等の欠陥の発生が防止でき、また、ＣＶＤ装置に
用いた場合成膜に際して膜厚均一性や膜質均一性を向上
することができる。
ーハＷの中央部分の温度の昇降温特性と周辺部分の温度
の昇降温特性とをほぼ一致させることができるため、ス
リップ等の欠陥の発生が防止でき、また、ＣＶＤ装置に
用いた場合成膜に際して膜厚均一性や膜質均一性を向上
することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
ウェーハの熱処理装置によれば、ウェーハの中央部分と
周辺部分をほぼ同一の特性で昇温かつ降温させることが
でき、ウェーハに部分的な熱履歴差が生じることを防止
できるため、スリップ等の欠陥を防止でき、また、ＣＶ
Ｄ装置における成膜の際の膜厚の均一性や膜質の均一性
を向上することができるという効果が得られる。
ウェーハの熱処理装置によれば、ウェーハの中央部分と
周辺部分をほぼ同一の特性で昇温かつ降温させることが
でき、ウェーハに部分的な熱履歴差が生じることを防止
できるため、スリップ等の欠陥を防止でき、また、ＣＶ
Ｄ装置における成膜の際の膜厚の均一性や膜質の均一性
を向上することができるという効果が得られる。
【図１】この発明の一の実施の形態にかかるウェーハの
熱処理装置の要部を拡大した模式図である。
熱処理装置の要部を拡大した模式図である。
【図２】同熱処理装置におけるウェーハへの赤外線照射
光量の特性を示すグラフである。
光量の特性を示すグラフである。
【図３】同熱処理装置における均熱板の温度の昇温・降
温特性を示すグラフである。
温特性を示すグラフである。
【図４】従来のウェーハの熱処理装置の模式図である。
【図５】同従来の熱処理装置におけるウェーハに照射さ
れる赤外線の経路を模式的に示す説明図である。
れる赤外線の経路を模式的に示す説明図である。
【図６】同従来の熱処理装置におけるウェーハの昇温・
降温特性を示すグラフである。
降温特性を示すグラフである。
１０ 処理室 １５ 下部均熱板 １６ 上部均熱板 １８ 凹部 １９ 収容凹部 ２１ ハロゲンランプ（赤外線ランプ） Ｗ ウェーハ
Claims (1)
- 【請求項１】 ウェーハと赤外線ランプとの間に均熱板
を介設し、前記赤外線ランプが発光する赤外線を前記均
熱板を介して前記ウェーハに照射するウェーハの熱処理
装置において、前記ウェーハの中央部分に照射される赤
外線の光量を周辺部分よりも大きくし、かつ、前記ウェ
ーハの中央部分からの放熱を促進する光量制御手段を設
けたことを特徴とするウェーハの熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038196A JPH09190981A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | ウェーハの熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038196A JPH09190981A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | ウェーハの熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09190981A true JPH09190981A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=12025471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2038196A Pending JPH09190981A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | ウェーハの熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09190981A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000000445A1 (en) * | 1998-06-26 | 2000-01-06 | Unaxis Trading Ag | Heat conditioning process |
| KR100441363B1 (ko) * | 1999-10-18 | 2004-07-23 | 고꾸사이 세미콘덕터 이큅먼트 코포레이션 | 반도체 기판을 지지하기 위한 플랫폼 및 신속한 고온 처리중에 기판을 지지하는 방법 |
| JP2006190731A (ja) * | 2005-01-04 | 2006-07-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 基板加熱装置、真空装置及び基板加熱方法 |
-
1996
- 1996-01-11 JP JP2038196A patent/JPH09190981A/ja active Pending
Cited By (4)
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