JP2000031078A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
- Publication number
- JP2000031078A JP2000031078A JP10200126A JP20012698A JP2000031078A JP 2000031078 A JP2000031078 A JP 2000031078A JP 10200126 A JP10200126 A JP 10200126A JP 20012698 A JP20012698 A JP 20012698A JP 2000031078 A JP2000031078 A JP 2000031078A
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- Japan
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- wall
- processing chamber
- substrate
- heat
- heat treatment
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の熱処理装置では、処理室の側壁にガス
供給口とガス排気口とが対向する状態に設けられている
ため、ガス供給口側とガス排気口側とでは被熱処理基板
に温度差を生じ、熱処理（例えば熱酸化処理）が不均一
になっていた。 【解決手段】 対向する第１，第２の壁１２，１４を備
えた処理室１１の第１，第２の壁１２，１４にそれぞれ
複数列の熱源１３，１５が配置され、処理室１１の内側
における第１の壁１２の全面にわたってかつ上記熱源１
３を第１の壁１２に投影した投影像間に複数のガス供給
孔１６が配置され、同処理室１１の内側における第２の
壁１４の全面にわたってかつ上記熱源１５を第２の壁１
４に投影した投影像間に複数の排気孔１７が配置され、
熱処理される基板３１が上記第１，第２の壁１２，１４
と平行かつその間に配置される熱処理装置１である。
供給口とガス排気口とが対向する状態に設けられている
ため、ガス供給口側とガス排気口側とでは被熱処理基板
に温度差を生じ、熱処理（例えば熱酸化処理）が不均一
になっていた。 【解決手段】 対向する第１，第２の壁１２，１４を備
えた処理室１１の第１，第２の壁１２，１４にそれぞれ
複数列の熱源１３，１５が配置され、処理室１１の内側
における第１の壁１２の全面にわたってかつ上記熱源１
３を第１の壁１２に投影した投影像間に複数のガス供給
孔１６が配置され、同処理室１１の内側における第２の
壁１４の全面にわたってかつ上記熱源１５を第２の壁１
４に投影した投影像間に複数の排気孔１７が配置され、
熱処理される基板３１が上記第１，第２の壁１２，１４
と平行かつその間に配置される熱処理装置１である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理装置に関
し、詳しくは半導体基板をランプ加熱により熱処理する
熱処理装置に関する。
し、詳しくは半導体基板をランプ加熱により熱処理する
熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】今後の半導体装置の高集積化により、ト
ランジスタのゲート絶縁膜となる熱酸化膜の薄膜化が要
求されている。それにともない、装置のバッチ間、基板
面内等において、熱酸化薄膜の膜厚の安定化、均一化が
重要になってきている。その熱酸化薄膜の形成方法の一
つとして、ランプアニーリング装置内に酸素を導入し
て、基板表面を加熱することにより、熱酸化薄膜を形成
する技術が知られている。その装置の概略を図３の概略
構成図によって説明する。
ランジスタのゲート絶縁膜となる熱酸化膜の薄膜化が要
求されている。それにともない、装置のバッチ間、基板
面内等において、熱酸化薄膜の膜厚の安定化、均一化が
重要になってきている。その熱酸化薄膜の形成方法の一
つとして、ランプアニーリング装置内に酸素を導入し
て、基板表面を加熱することにより、熱酸化薄膜を形成
する技術が知られている。その装置の概略を図３の概略
構成図によって説明する。
【０００３】図３に示すように、ランプアニーリング装
置１０１の処理室１１１には、天井側と底面側とに、基
板１３１を加熱するための熱源となるランプヒータ１２
１がそれぞれに複数列に配置されている。また上記処理
室１１１の一方の側壁１１２側にはガス供給管１１３が
接続され、その側壁１１２に対向する側壁１１４には排
気管１１５が接続されている。
置１０１の処理室１１１には、天井側と底面側とに、基
板１３１を加熱するための熱源となるランプヒータ１２
１がそれぞれに複数列に配置されている。また上記処理
室１１１の一方の側壁１１２側にはガス供給管１１３が
接続され、その側壁１１２に対向する側壁１１４には排
気管１１５が接続されている。
【０００４】上記ランプアニーリング装置１０１で基板
１３１の表面に熱酸化薄膜を形成するには、以下のよう
に処理を行う。まず、上記処理室１１１の天井および底
部に対して平行になるように、処理室１１１内に基板１
３１を収納する。そして処理室１１１内を一旦真空引き
した後、上記ガス供給管１１３より酸化ガス（例えば酸
素）を処理室１１１内に導入するとともに、上記排気管
１１５を通して処理室１１１内の酸化ガスを排気し、処
理室１１１内を所定の圧力の酸化ガス雰囲気に保持す
る。そしてランプヒータ１２１を点灯させることによ
り、ランプヒータ１２１から放射される熱線を基板１３
１に照射して、その基板１３１を加熱し、その表面を酸
化して熱酸化薄膜（図示省略）を形成する。
１３１の表面に熱酸化薄膜を形成するには、以下のよう
に処理を行う。まず、上記処理室１１１の天井および底
部に対して平行になるように、処理室１１１内に基板１
３１を収納する。そして処理室１１１内を一旦真空引き
した後、上記ガス供給管１１３より酸化ガス（例えば酸
素）を処理室１１１内に導入するとともに、上記排気管
１１５を通して処理室１１１内の酸化ガスを排気し、処
理室１１１内を所定の圧力の酸化ガス雰囲気に保持す
る。そしてランプヒータ１２１を点灯させることによ
り、ランプヒータ１２１から放射される熱線を基板１３
１に照射して、その基板１３１を加熱し、その表面を酸
化して熱酸化薄膜（図示省略）を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板を
加熱して熱酸化薄膜を形成する際、酸化ガスの流れは、
基板の表面に対して平行な流れとなるが、ガス供給管の
接続部分に近い側の基板の部分と、排気管の接続部分に
近い側の基板の部分とでは温度差を生じる。通常、排気
管接続側がガス供給管接続側より高温度になる。このよ
うに温度差を生じると、熱酸化薄膜は不均一な膜厚に形
成され、基板面内の膜厚均一性を悪化させることにな
る。また、そのような熱酸化薄膜をゲート絶縁膜に用い
て基板面内にトランジスタを形成した場合、基板面内で
トランジスタ特性の異なるトランジスタが形成されるこ
とになる。また、処理室に接続されている排気管は、処
理室の側壁または底部の１か所ないし２か所であるた
め、基板に対して片寄った位置で排気されることにな
る。そのため、排気側の基板温度が不均一になりやす
い。
加熱して熱酸化薄膜を形成する際、酸化ガスの流れは、
基板の表面に対して平行な流れとなるが、ガス供給管の
接続部分に近い側の基板の部分と、排気管の接続部分に
近い側の基板の部分とでは温度差を生じる。通常、排気
管接続側がガス供給管接続側より高温度になる。このよ
うに温度差を生じると、熱酸化薄膜は不均一な膜厚に形
成され、基板面内の膜厚均一性を悪化させることにな
る。また、そのような熱酸化薄膜をゲート絶縁膜に用い
て基板面内にトランジスタを形成した場合、基板面内で
トランジスタ特性の異なるトランジスタが形成されるこ
とになる。また、処理室に接続されている排気管は、処
理室の側壁または底部の１か所ないし２か所であるた
め、基板に対して片寄った位置で排気されることにな
る。そのため、排気側の基板温度が不均一になりやす
い。
【０００６】一方、熱酸化薄膜を形成中に基板を回転さ
せることで、温度による影響を最小限にする方法もある
が、それを実現する装置では、処理室の内部に基板を回
転させるための駆動手段を設ける必要が生じ、構造が複
雑になる。また処理室内に駆動手段を設けると、駆動手
段からの発塵により基板が汚染されやすくなる。
せることで、温度による影響を最小限にする方法もある
が、それを実現する装置では、処理室の内部に基板を回
転させるための駆動手段を設ける必要が生じ、構造が複
雑になる。また処理室内に駆動手段を設けると、駆動手
段からの発塵により基板が汚染されやすくなる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた熱処理装置である。すなわち、熱
源を用いて処理室内に収納した基板を加熱する熱処理装
置において、処理室は対向する第１の壁と第２の壁とを
備え、処理室内側における第１の壁の全面にわたって複
数のガス供給孔が設けられ、処理室内側における第２の
壁の全面にわたって複数の排気孔が設けられたものであ
る。
決するためになされた熱処理装置である。すなわち、熱
源を用いて処理室内に収納した基板を加熱する熱処理装
置において、処理室は対向する第１の壁と第２の壁とを
備え、処理室内側における第１の壁の全面にわたって複
数のガス供給孔が設けられ、処理室内側における第２の
壁の全面にわたって複数の排気孔が設けられたものであ
る。
【０００８】上記熱処理装置では、処理室内側における
第１の壁の全面にわたって複数のガス供給孔が設けられ
ていることから、第１の壁と第２の壁との間でかつ第
１，第２の壁に平行に熱処理する基板を配置すれば、複
数のガス供給孔から基板表面の全面にわたってガスが均
一に供給されることになる。そのため、供給されるガス
にさらされる基板表面の面内温度分布は均一になるの
で、基板表面は均一に熱処理される。例えば供給される
ガスが酸化ガスの場合、基板表面に均一な膜厚の熱酸化
薄膜が形成される。また第１の壁に対向する第２の壁に
複数の排気孔が形成されていることから、処理室内のガ
スが均一に排気される。そのため、排気によって基板裏
面の面内温度分布に不均一を生じることがなく、ほぼ均
一な温度状態を保つことが可能になる。
第１の壁の全面にわたって複数のガス供給孔が設けられ
ていることから、第１の壁と第２の壁との間でかつ第
１，第２の壁に平行に熱処理する基板を配置すれば、複
数のガス供給孔から基板表面の全面にわたってガスが均
一に供給されることになる。そのため、供給されるガス
にさらされる基板表面の面内温度分布は均一になるの
で、基板表面は均一に熱処理される。例えば供給される
ガスが酸化ガスの場合、基板表面に均一な膜厚の熱酸化
薄膜が形成される。また第１の壁に対向する第２の壁に
複数の排気孔が形成されていることから、処理室内のガ
スが均一に排気される。そのため、排気によって基板裏
面の面内温度分布に不均一を生じることがなく、ほぼ均
一な温度状態を保つことが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態の一例を、図１
および図２によって説明する。図１には概略構成断面図
を示し、図２の（１）には図１のＡ−Ａ線概略断面図を
示し、（２）には図１のＢ−Ｂ線概略断面図を示す。
および図２によって説明する。図１には概略構成断面図
を示し、図２の（１）には図１のＡ−Ａ線概略断面図を
示し、（２）には図１のＢ−Ｂ線概略断面図を示す。
【００１０】図１および図２に示すように、熱処理装置
１は、処理室１１が備えられている。この処理室１１の
天井側を構成する第１の壁１２の外側には、熱源１３が
複数列に配置されている。また上記第１の壁１２に対向
するもので上記処理室１１の底部側を構成する第２の壁
１４の外側には、熱源１５が複数列に配置されている。
上記第１，第２の壁１２，１４は、熱線を透過する材
料、例えば石英ガラスからなる。また上記各熱源１３，
１５は、ともに例えばランプヒータで構成されている。
１は、処理室１１が備えられている。この処理室１１の
天井側を構成する第１の壁１２の外側には、熱源１３が
複数列に配置されている。また上記第１の壁１２に対向
するもので上記処理室１１の底部側を構成する第２の壁
１４の外側には、熱源１５が複数列に配置されている。
上記第１，第２の壁１２，１４は、熱線を透過する材
料、例えば石英ガラスからなる。また上記各熱源１３，
１５は、ともに例えばランプヒータで構成されている。
【００１１】さらに上記第１の壁１２の内壁１２ｉの全
面にわたって、上記熱源１３を第１の壁１２に投影した
投影像と重ならない状態でかつこの投影像間に、複数の
ガス供給孔１６が形成されている。また上記第２の壁１
４の内壁１４ｉの全面にわたって、上記熱源１３を第１
の壁１２に投影した投影像と重ならない状態でかつこの
投影像間に、複数の排気孔１７が形成されている。
面にわたって、上記熱源１３を第１の壁１２に投影した
投影像と重ならない状態でかつこの投影像間に、複数の
ガス供給孔１６が形成されている。また上記第２の壁１
４の内壁１４ｉの全面にわたって、上記熱源１３を第１
の壁１２に投影した投影像と重ならない状態でかつこの
投影像間に、複数の排気孔１７が形成されている。
【００１２】また、上記熱源１３間には、上記各複数の
ガス供給孔１６に接続するガス供給管２１が設けられて
いる。例えば、１列に配設された各ガス供給孔１６には
同一のガス供給管２１が接続され、各列のガス供給管２
１はガス供給配管２２を介して一つのガス供給源（図示
省略）に接続されている。また上記熱源１５間には、上
記各複数の排気孔１７に接続する排気管２３が設けられ
ている。例えば、１列に配設された各排気孔１７には同
一の排気管２３が接続され、各列の排気管２３は排気配
管２４を介して一つの排気源（図示省略）に接続されて
いる。
ガス供給孔１６に接続するガス供給管２１が設けられて
いる。例えば、１列に配設された各ガス供給孔１６には
同一のガス供給管２１が接続され、各列のガス供給管２
１はガス供給配管２２を介して一つのガス供給源（図示
省略）に接続されている。また上記熱源１５間には、上
記各複数の排気孔１７に接続する排気管２３が設けられ
ている。例えば、１列に配設された各排気孔１７には同
一の排気管２３が接続され、各列の排気管２３は排気配
管２４を介して一つの排気源（図示省略）に接続されて
いる。
【００１３】なお図面では、上記各熱源１３と上記各熱
源１５とが対向する状態に配置されているが、その配置
状態は図示した状態に限定されることはなく、例えば上
記各熱源１３と上記各熱源１５とが処理室１１を介して
交差する状態に配置されていてもよい。その場合、上記
複数のガス供給孔１６の配列および上記複数の排気孔１
７の配列も、上記熱源１３，１５との位置関係は上記説
明したのと同様になる。また図１および図２では、複数
の構成部品からなる熱源１３，１５、ガス供給孔１６、
排気孔１７、ガス供給管２１、ガス供給配管２２、排気
管２３、排気配管２４等の符号は、代表した物に対して
引き出し線によりその符号を示した。
源１５とが対向する状態に配置されているが、その配置
状態は図示した状態に限定されることはなく、例えば上
記各熱源１３と上記各熱源１５とが処理室１１を介して
交差する状態に配置されていてもよい。その場合、上記
複数のガス供給孔１６の配列および上記複数の排気孔１
７の配列も、上記熱源１３，１５との位置関係は上記説
明したのと同様になる。また図１および図２では、複数
の構成部品からなる熱源１３，１５、ガス供給孔１６、
排気孔１７、ガス供給管２１、ガス供給配管２２、排気
管２３、排気配管２４等の符号は、代表した物に対して
引き出し線によりその符号を示した。
【００１４】上記熱処理装置１では、第１の壁１２と第
２の壁１４との間に熱処理する基板３１が配置すれば、
処理室１１の内側における第１の壁１２の全面にわたっ
て設けられている複数のガス供給孔１６から基板３１の
表面側全面にわたってガスが均一に供給されることにな
るので、供給されるガスにさらされる基板３１の面内の
温度分布は均一になる。そのため、供給されるガスが酸
化ガスの場合、基板３１の表面に均一な膜厚の熱酸化薄
膜（図示省略）が形成される。また第１の壁１２に対向
する第２の壁１４に複数の排気孔１７が形成されている
ことから、処理室１１内のガスが均一に排気されるの
で、排気によって基板３１の裏面側の温度が不均一にな
ることがない。
２の壁１４との間に熱処理する基板３１が配置すれば、
処理室１１の内側における第１の壁１２の全面にわたっ
て設けられている複数のガス供給孔１６から基板３１の
表面側全面にわたってガスが均一に供給されることにな
るので、供給されるガスにさらされる基板３１の面内の
温度分布は均一になる。そのため、供給されるガスが酸
化ガスの場合、基板３１の表面に均一な膜厚の熱酸化薄
膜（図示省略）が形成される。また第１の壁１２に対向
する第２の壁１４に複数の排気孔１７が形成されている
ことから、処理室１１内のガスが均一に排気されるの
で、排気によって基板３１の裏面側の温度が不均一にな
ることがない。
【００１５】次に上記熱処理装置１を用いて熱処理する
一例を以下に説明する。ここでは、一例として、シリコ
ン基板表面に熱酸化薄膜を形成する熱処理を説明する。
一例を以下に説明する。ここでは、一例として、シリコ
ン基板表面に熱酸化薄膜を形成する熱処理を説明する。
【００１６】まず上記処理室１１内に基板３１を収納し
た後、処理室１１内を真空にする。そして上記ガス供給
孔１６より酸化ガス（例えば酸素）を処理室１１内に導
入するとともに、処理室１１内を所定の圧力雰囲気に保
つべく、上記排気孔１７より処理室１１内の酸化ガスを
排気して、処理室１１内を所定の圧力雰囲気に安定した
状態で保持する。そして熱源１３，１５のランプヒータ
を点灯させることにより、基板３１を加熱してその表面
を酸化し、熱酸化薄膜（図示省略）を形成する。
た後、処理室１１内を真空にする。そして上記ガス供給
孔１６より酸化ガス（例えば酸素）を処理室１１内に導
入するとともに、処理室１１内を所定の圧力雰囲気に保
つべく、上記排気孔１７より処理室１１内の酸化ガスを
排気して、処理室１１内を所定の圧力雰囲気に安定した
状態で保持する。そして熱源１３，１５のランプヒータ
を点灯させることにより、基板３１を加熱してその表面
を酸化し、熱酸化薄膜（図示省略）を形成する。
【００１７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
処理室内側における第１の壁の全面にわたって複数のガ
ス供給孔が設けられているので、基板表面の全面にわた
ってガスを均一に供給することができる。そのため、ガ
スにさらされる基板面内の温度分布を均一にすることが
できるので、基板表面を均一な状態で熱処理することが
可能になる。また第１の壁に対向する第２の壁に複数の
排気孔が形成されていることから、処理室内のガスが均
一に排気することができる。そのため、基板の裏面側の
温度を均一にした状態で熱処理することができる。よっ
て、基板の熱処理が均一に行えるので、装置のバッチ
間、基板面内において熱処理の均一性の向上が図れる。
処理室内側における第１の壁の全面にわたって複数のガ
ス供給孔が設けられているので、基板表面の全面にわた
ってガスを均一に供給することができる。そのため、ガ
スにさらされる基板面内の温度分布を均一にすることが
できるので、基板表面を均一な状態で熱処理することが
可能になる。また第１の壁に対向する第２の壁に複数の
排気孔が形成されていることから、処理室内のガスが均
一に排気することができる。そのため、基板の裏面側の
温度を均一にした状態で熱処理することができる。よっ
て、基板の熱処理が均一に行えるので、装置のバッチ
間、基板面内において熱処理の均一性の向上が図れる。
【図１】本発明の実施形態の一例を説明する概略構成断
面図である。
面図である。
【図２】（１）は図１のＡ−Ａ線概略断面図、（２）は
図１のＢ−Ｂ線概略断面図である。
図１のＢ−Ｂ線概略断面図である。
【図３】熱酸化薄膜を形成する装置の概略を示す概略構
成図である。
成図である。
【符号の説明】 １…熱処理装置、１１…処理室、１２…第１の壁、１
３，１５…熱源、１４…第２の壁、１６…ガス供給孔、
１７…排気孔、３１…基板
３，１５…熱源、１４…第２の壁、１６…ガス供給孔、
１７…排気孔、３１…基板
Claims (4)
- 【請求項１】 熱源を用いて処理室内に収納した基板を
熱処理する熱処理装置において、 前記処理室は対向する第１の壁と第２の壁とを備え、 前記処理室内側における前記第１の壁の全面にわたって
設けた複数のガス供給孔と、 前記処理室内側における前記第２の壁の全面にわたって
設けた複数の排気孔とを備えたことを特徴とする熱処理
装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の熱処理装置において、 前記基板は、前記第１の壁と前記第２の壁との間にかつ
前記第１の壁と前記第２の壁とほぼ平行に配置されるこ
とを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の熱処理装置において、 前記熱源は、前記第１の壁と前記第２の壁とにそれぞれ
複数列に配置され、 前記複数のガス供給孔は、前記第１の壁側に配置された
熱源を前記第１の壁に投影した投影像間に配置され、 前記複数の排気孔は、前記第２の壁側に配置された熱源
を前記第２の壁に投影した投影像間に配置されているこ
とを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の熱処理装置において、 前記熱源は、前記第１の壁と前記第２の壁とにそれぞれ
複数列に配置され、 前記複数のガス供給孔は、前記第１の壁側に配置された
熱源を前記第１の壁に投影した投影像間に配置され、 前記複数の排気孔は、前記第２の壁側に配置された熱源
を前記第２の壁に投影した投影像間に配置されているこ
とを特徴とする熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10200126A JP2000031078A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10200126A JP2000031078A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000031078A true JP2000031078A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16419257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10200126A Pending JP2000031078A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000031078A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6917576B2 (en) | 1999-08-26 | 2005-07-12 | Asahi Glass Company, Limited | Retarder and optical head device installing the same |
| CN114388654A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-22 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种硅片加热装置及方法 |
-
1998
- 1998-07-15 JP JP10200126A patent/JP2000031078A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6917576B2 (en) | 1999-08-26 | 2005-07-12 | Asahi Glass Company, Limited | Retarder and optical head device installing the same |
| CN114388654A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-22 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种硅片加热装置及方法 |
| CN114388654B (zh) * | 2021-12-13 | 2023-10-24 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种硅片加热装置及方法 |
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