JP2000130952A

JP2000130952A - 熱処理装置および熱処理方法

Info

Publication number: JP2000130952A
Application number: JP10304860A
Authority: JP
Inventors: Jinichi Matsuno; 仁一松野
Original assignee: Matsushita Electronics Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2000-05-12
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JP3596312B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理基板の大口径化、大型化に対応した熱
処理装置における加熱ばらつきの増大の抑制や、熱処理
時の被処理基板からのアウトガスによる影響を除去する
熱処理装置と熱処理方法を実現する。【解決手段】被処理基板１１を搬送ベルト１３の積載
位置１３ａに積載し、搬送ベルト１３を搬送方向１４ａ
へ搬送する。搬送ベルト１３の移動によって積載位置１
３ａの裏面に取り付けている自転ギア１５はガイドギア
１７により積載位置１３ａを回転し、加熱源１２の下を
被処理基板１１は回転しながら搬送される。均熱性の悪
い加熱源の下でも被処理基板が回転しながら通過するこ
とで、加熱処理での被処理基板面内の温度ばらつきを分
散させることになり、被処理基板における均一な加熱処
理を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
などに用いられる熱処理装置および熱処理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、その製造
の過程で不純物の拡散、酸化処理や加熱による薄膜の緻
密化処理、スピンオンガラス（以下ＳＯＧと記す）の焼
成、レジストのベーキングに用いる加熱処理など各種の
熱処理が行われるが、これら熱処理には、通常、加熱源
としてのヒーターが周囲に配置された石英等の耐熱性チ
ューブ内に多数枚の被処理基板を挿入して加熱処理を行
う熱処理装置（以下、バッチ炉と記す）、抵抗加熱手段
などの加熱源の下をベルトコンベヤーなどに積載した被
処理基板を搬送して加熱処理を行う熱処理装置（以下、
焼成炉と記す）、あるいは赤外線ランプ等の加熱源に対
向させて１枚の被処理基板を設置して加熱処理を行う熱
処理装置（以下、枚葉炉と記す）などが用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】半導体装置の生産性向
上のために半導体基板を大型化（以下、大口径化と記
す）することによって、１枚の半導体基板からの半導体
素子の取れ数を増やすことが行われている。しかしなが
ら、従来の熱処理装置では被処理基板としての半導体基
板の大口径化に伴って、被処理基板面内の温度ばらつき
が重要な問題となる。

【０００４】バッチ炉においては石英チューブの外部に
あるヒーターに対して垂直な位置関係で石英チューブの
内部に被処理基板を設置するために、被処理基板面内の
温度上昇は被処理基板の周辺部から中心部へ熱が伝わる
形をとる。このため、被処理基板の大口径化によって熱
伝導の距離が長くなるために被処理基板の周辺部と中心
部の温度差が大きくなり、被処理基板内に形成される半
導体素子の特性が被処理基板面内の位置によって異なる
という問題が発生する。また、焼成炉や枚葉炉において
は加熱源と被処理基板とを対向させた関係で加熱処理が
なされるために、加熱源の面内温度のばらつきや、加熱
源と被処理基板との対向距離のばらつきが直接、被処理
基板面内の温度ばらつきとなる。

【０００５】被処理基板の大口径化に伴い加熱源を大型
化する対策を講じた場合、加熱源の均熱長を確保するた
めには被処理基板に比べて非常に大きい加熱源を必要と
する。このために熱処理装置が極めて大型化し、実用に
供し難いものとなる。また、焼成炉や枚葉炉では加熱源
の大型化によって加熱源の面内温度のばらつきが増大
し、被処理基板内に作り込まれる半導体素子の特性が被
処理基板面内の位置によって異なるという問題が顕著に
なる。

【０００６】また、被処理基板に形成される薄膜の緻密
化処理、スピン・オン・ガラス（以下、ＳＯＧと記す）
膜の焼成、あるいはフォトレジスト（以下、レジストと
記す）膜のベーキングなどのための熱処理を施すと、薄
膜、ＳＯＧ膜、あるいはレジスト膜から吸湿水分や膜の
構成物質がガス状（以下、アウトガスと記す）になって
放出される。このアウトガスの放出量は被処理基板の大
口径化につれて増大する。被処理基板が小口径の場合、
被処理基板表面と加熱源との間に形成される空間が小さ
いために、アウトガスはこの空間から対流によって速や
かに運び去られる。しかし、被処理基板が大口径になる
と、被処理基板表面と加熱源との間の空間が広がるため
に、この空間内、とりわけ被処理基板の中央付近の空間
にアウトガスが滞留して加熱処理中の被処理基板に影響
を与える。その影響は薄膜の膜質変化や被処理基板への
パーティクルの発生などであり、作製する半導体素子の
歩留まりを低下させるという問題となる。

【０００７】本発明は、大口径化した被処理基板の熱処
理に際して、均熱性の良い熱処理を実現する熱処理装置
と熱処理方法を提供することを第１の目的とし、アウト
ガスによる被処理基板への影響を低減することができる
熱処理装置と熱処理方法を提供することを第２の目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために、本発明に係る第１の熱処理装置は、加熱源
と、同加熱源で形成される加熱処理領域中を被処理基板
を回転させながら通過させる搬送機構とを有する。第１
の熱処理装置によると、大型化によって均熱性の低下し
た加熱源によって形成される加熱処理領域中を被処理基
板が回転しながら通過することによって、加熱処理での
被処理基板面内の温度ばらつきを小さくすることができ
る。特に第１の熱処理装置で、搬送機構の被処理基板を
載置する面が加熱源と対向する関係に設定された熱処理
装置の場合、被処理基板面内の温度ばらつきをさらに小
さくできる。また、第１の熱処理装置で、加熱源が複数
の加熱体からなるようにすることや、加熱源が独立に温
度制御される複数の加熱体からなるようにすることで、
被処理基板の加熱温度の制御を精度良く行うことができ
る。

【０００９】前記第２の目的を達成するために、本発明
に係る熱処理方法は、加熱源と、同加熱源で形成される
加熱処理領域中を被処理基板を通過させるとともに、前
記加熱源と被処理基板とを非平行の関係に対向するよう
に保持して被処理基板に加熱処理を施すことでなされ
る。この熱処理方法によると、被処理基板の搬送面と加
熱源とを非平行の関係にすることで、加熱によって前記
被処理基板から発生するアウトガスが前記加熱源と前記
被処理基板の搬送面とで作る空間から速やかに排出さ
れ、アウトガスによる被処理基板への影響を無くすこと
ができる。

【００１０】前記第１と第２の目的を達成するために、
本発明に係る他の熱処理方法は、加熱源と、同加熱源で
形成される加熱処理領域中を被処理基板を回転させなが
ら通過させるとともに、前記加熱源と被処理基板とを非
平行の関係に対向するように保持して被処理基板の加熱
処理を施すことでなされる。この熱処理方法によると、
被処理基板から発生するアウトガスを熱処理装置から排
出させることができ、アウトガスによる被処理基板への
影響を無くすとともに、加熱処理での被処理基板面内の
温度ばらつきを小さくすることができる。

【００１１】前記第１と第２の目的を達成するために、
本発明に係る他の熱処理方法は、加熱源を構成する複数
の加熱体と被処理基板との複数の距離のうち、少なくと
も二つの距離が異なるようにして被処理基板を回転させ
ながら通過させる熱処理装置で被処理基板の熱処理を施
すことでなされる。この熱処理方法によると、被処理基
板から発生するアウトガスを熱処理装置から排出させる
ことができ、アウトガスによる被処理基板への影響を無
くすとともに、加熱処理での被処理基板面内の温度ばら
つきを小さくすることができる。

【００１２】また、枚葉炉において前記第１の目的を達
成するために、本発明に係る第２の熱処理装置は、加熱
源から回転機構により回転する被処理基板に放射される
熱放射面の中心と前記被処理基板の中心が偏心した位置
関係を有する。第２の熱処理装置によると、大型化によ
って均熱性の低下した加熱源からの熱放射面の中心から
偏心した位置関係で被処理基板が回転することによっ
て、加熱処理での被処理基板面内の温度ばらつきを小さ
くすることができる。

【００１３】枚葉炉において前記第２の目的を達成する
ために、本発明に係わる第３の熱処理装置は、加熱処理
する被処理基板と対向する関係で配設された面状加熱源
の一部に、前記熱処理時に被処理基板から放出されるガ
スが通り抜ける開口部を設けている。第３の熱処理装置
によると、加熱によって被処理基板から発生するアウト
ガスを加熱源の一部に設けた開口部から自動的に排出さ
せることができ、アウトガスによる被処理基板への影響
を無くすことができる。

【００１４】枚葉炉において前記第１と第２の目的を達
成するために、本発明に係る第４の熱処理装置は、加熱
処理する被処理基板と対向する関係で配設された面状加
熱源の一部に、加熱処理時に被処理基板から放出される
ガスが通り抜ける開口部を有するとともに、被処理基板
を回転させる回転機構を有している。第４の熱処理装置
によると、開口部により被処理基板から発生するアウト
ガスを排出させることができ、アウトガスによる被処理
基板への影響を無くすことと、被処理基板を回転させる
ことによって加熱処理での被処理基板面内の温度ばらつ
きを小さくすることができる。

【００１５】前記第２の目的を達成するために、本発明
に係る第５の熱処理装置は、複数の加熱体からなる加熱
源と、前記加熱源の下を被処理基板が通過する領域とを
有する熱処理装置で、前記各加熱体と前記被処理基板が
通過する領域との距離が段階を追って増加する構成かま
たは減少する構成、あるいは前記各加熱体のうち両端の
加熱体以外の加熱体と前記被処理基板が通過する領域と
の距離が最小で、両端の加熱体に向かって各加熱体と前
記被処理基板が通過する領域との距離が増加していく構
成である。第５の熱処理装置によると、複数の加熱体を
外部に向かって開口するように並べることによって、加
熱によって前記被処理基板から発生するアウトガスを前
記加熱源と前記被処理基板の搬送面とで作る空間から速
やかに排出し、アウトガスによる被処理基板への影響を
無くすことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の熱処理装置における第１の実施形態について、図面を
参照しながら説明する。

【００１７】図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施形
態における熱処理装置の斜視構造図、熱処理装置の搬送
ベルト側から見た裏面図と上面図を示す。図１におい
て、１１は被処理基板、１２は加熱源、１３は搬送ベル
ト、１４は被処理基板の回転方向、１４ａは搬送ベルト
の搬送方向を示す。図１（ｂ）は搬送ベルト１３の裏面
を示し、被処理基板１１の積載部１３ａは中央に自転ギ
ア１５を持っており、搬送ベルト１３とはベアリング１
６を介して接続されている。自転ギア１５はガイドギア
１７と噛み合いの関係にある。

【００１８】次に、図１を参照しながら本実施の形態に
よる熱処理方法を説明する。被処理基板１１を搬送ベル
ト１３の積載部１３ａに積載し、搬送ベルト１３を搬送
方向１４ａへ搬送する。搬送ベルト１３の移動によって
積載部１３ａの裏面に取り付けている自転ギア１５はガ
イドギア１７により積載部１３ａを回転させる。この動
きによって、加熱源１２の下を被処理基板１１は回転し
ながら搬送される。

【００１９】本実施の形態によれば均熱性の悪い加熱源
の下でも被処理基板が回転しながら通過することで、加
熱処理での被処理基板面内の温度ばらつきを分散させる
ことになり、被処理基板における均一な加熱処理を実現
することができる。

【００２０】また、焼成炉による被処理基板の加熱過程
は、焼成炉に入った被処理基板の領域への加熱源からの
輻射熱による加熱と、輻射熱で加熱された被処理基板の
領域から被処理基板の未加熱領域への熱伝搬とによって
行われる。本実施の形態による被処理基板の加熱過程
を、図２に示す熱処理装置の上面図を用いて説明する。
領域１１ａは加熱源１２の下で加熱されている被処理基
板の領域、既加熱領域１１ｂは加熱源１２の下で既に加
熱され、回転によって加熱源１２の下から外れた領域、
未加熱領域１１ｃは被処理基板の未加熱の領域を示す。
被処理基板１１の回転が無い従来の熱処理装置に比べ、
本実施の形態の熱処理装置では既加熱領域１１ｂが増加
することになり、被処理基板の加熱が速く行われること
を示す。さらに、従来の熱処理装置による加熱処理に比
べて、加熱された領域が広くなることにより、加熱され
た領域から未加熱領域１１ｃへの熱伝導１１ｄは速やか
に行われる。

【００２１】また、本実施の形態による熱処理装置で
は、図１（ｃ）に示すように加熱源１２が被処理基板１
１の直径より短い場合でも均一な加熱を被処理基板１１
に施すことができ、熱処理装置を小型にすることができ
る。

【００２２】前記熱処理装置を用いた半導体装置の熱処
理方法について説明する。フォトリソグラフィでは、レ
ジスト膜を塗布した被処理基板に１２０℃程度の加熱処
理を施してレジスト材料に含有する有機溶剤を除いてレ
ジスト膜を硬化させること（以下、プリベークと記す）
や、露光・現像後、膨潤したレジストパターンに１２０
℃程度の加熱処理を施してレジストパターンを硬化させ
ること（以下、ポストベークと記す）が行われる。

【００２３】一方、加熱源の温度ばらつきはレジスト膜
の硬化ばらつきや、レジストパターンの硬化ばらつきを
招き、被処理基板上のレジストパターン寸法ばらつきの
増大を引き起こし、被処理基板上に引き続き作製する半
導体装置の特性劣化を生じさせる。

【００２４】本実施の形態による熱処理方法では、レジ
スト膜やレジストパターンを有する被処理基板に均一な
加熱を施すことができることと、被処理基板の直径に比
べて短い加熱源の熱処理装置を用いることでアウトガス
を速やかに排出することができるために、硬化むらの無
いレジスト膜の形成や寸法精度の良好なレジストパター
ンの形成が可能となる。

【００２５】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。

【００２６】図３（ａ）、（ｂ）は、本実施形態におけ
る焼成炉の熱処理装置の側面図と上面図を、図４は加熱
源の温度設定図を示す。図３において、３１は被処理基
板、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅはそれぞ
れ独立して温度制御可能な加熱体、３３は基板ホルダ
ー、３４は回転機構による被処理基板の回転方向、３４
ａは搬送ベルトの搬送方向を示す。

【００２７】前記熱処理装置を用いた熱処理方法につい
て説明する。トランジスタ領域が作られたシリコン半導
体基板に形成する絶縁膜として、ＳｉＨ₄ガスとＯ₂ガス
を用いた常圧ケミカル・ベーパー・デポジション（以
下、常圧ＣＶＤと記す）法により４５０℃の堆積温度で
形成するＳｉＯ₂膜が用いられる。しかし、常圧ＣＶＤ
法で形成したＳｉＯ₂膜は緻密性に欠けており、引き続
く半導体素子の作製のためのフッ酸水溶液によるエッチ
ングの耐性が弱いという加工上の問題を持っている。そ
のために、ＳｉＯ₂膜を形成した被処理基板を７００℃
程度に加熱して緻密性を改善する処理（以下、緻密化処
理と記す）が、通常施されている。

【００２８】一方、従来の熱処理装置では加熱源の大型
化により加熱源の均熱性が低下するために、被処理基板
の面内における緻密化に差異が生じ、エッチング時にお
けるエッチングむらを引き起こして半導体素子の歩留ま
りを低下させていた。

【００２９】また、大口径の被処理基板を回転させずに
従来の熱処理装置で７００℃の高温加熱処理を施すと、
被処理基板面内で加熱された領域と未加熱の領域とに分
かれた状態が長く続くために、被処理基板面内で大きな
熱ストレスが生じ、被処理基板の割れを引き起こしてい
た。

【００３０】加熱体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、
３２ｅを図４に示す温度に設定した本実施の形態の熱処
理装置を用いて、常圧ＣＶＤ法で形成したＳｉＯ₂膜の
緻密化処理を行った。まず、第１枚目の被処理基板３１
は室温の状態から５００℃に設定された加熱体３２ａの
下に搬送される。引き続き被処理基板３１は加熱体３２
ｂで７００℃に昇温され、加熱体３２ｃで７５０℃の加
熱処理を施された後、７００℃設定の加熱体３２ｄと５
００℃設定の加熱体３２ｅを順次通過して外部に搬出さ
れる。このとき被処理基板は回転しながら搬送されるた
めに被処理基板面内の昇温は速やかに、かつ均一に行わ
れる。また、被処理基板の昇温と降温は段階を追って為
されるために、エッチングむらと被処理基板の割れのな
い加熱処理を施すことができる。

【００３１】なお、本実施の形態では複数の加熱体の温
度設定を各々独立して行ったが、各加熱体を同一の温度
に設定し、各加熱体と被処理基板との距離を各々変える
ことで同様の効果を得ることもできる。

【００３２】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。

【００３３】図５は、本実施形態に用いる熱処理装置の
側面図を示す。図５において、５１は被処理基板、５２
は加熱源、５３は搬送ベルト、５５は被処理基板からの
アウトガス、５５ａは熱処理装置外へのアウトガスの流
れを示す。

【００３４】図５に示すように加熱源５２と搬送ベルト
５３の搬送面は傾いた非平行の関係である。被処理基板
５１から放出されるアウトガス５５は傾きに沿って熱処
理装置外に対流によって排出されるために、前記加熱源
５２と搬送ベルト５３との間にアウトガス５５が滞留す
ることはない。

【００３５】なお、回転機構により被処理基板を回転さ
せると被処理基板面内の温度ばらつきの低減も同時に行
うことができる。

【００３６】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態について説明する。

【００３７】図６（ａ）、（ｂ）は、本実施形態におけ
る枚葉炉の熱処理装置の側面図と上面図を示す。図６に
おいて、６１は被処理基板、６２は加熱源、６２ａは加
熱源の中心点、６３は基板ホルダー、６３ａは基板ホル
ダーの回転軸を示し、基板ホルダーの回転軸６３ａは加
熱源の中心点６２ａに対して偏心した位置関係に設定し
ている。

【００３８】通常、枚葉炉の加熱源６２の温度は中心部
が高く、周辺に向かって低くなる傾向がある。これは加
熱源の中心部に熱伝搬が集中することと、加熱処理時に
加熱された気体が加熱源の外周部へ流れるために外周部
の温度低下をもたらすことなどによる。そのために均熱
性の悪い加熱源に対向して被処理基板を回転させずに行
う従来の加熱処理や、加熱源の中心と被処理基板の中心
とが一致した状態で被処理基板を回転させて行う従来の
加熱処理を被処理基板に施すと、加熱源の温度分布を投
影した形の温度ばらつきを被処理基板面内に生じさせ
る。

【００３９】他方、本実施の形態における熱処理装置で
は、加熱源の中心と被処理基板の中心が偏心した関係で
被処理基板を回転させることにより、加熱源の高温部分
や低温部分と対向する被処理基板の位置が変わることに
なり、被処理基板面内の温度ばらつきが軽減される。

【００４０】図７は本発明における第４の実施形態の他
の熱処理装置を示す側面図である。図７において、基板
ホルダー６３の回転軸６３ａは加熱源６２の中心点６２
ａと対向してほぼ同じ位置関係にある。被処理基板６１
の中心点６１ａは回転軸６３ａと偏心した関係で設置し
ているため、被処理基板６１は加熱源６２に対して偏心
して回転する。このことにより被処理基板面内の温度ば
らつきが低減される。

【００４１】なお、図７の熱処理装置において被処理基
板を自転させる機構を設置して被処理基板を自公転させ
てもよい。

【００４２】（第５の実施形態）次に、本発明の第５の
実施形態について説明する。

【００４３】図８は、本実施形態における枚葉炉の熱処
理装置の側面図を示す。図８において、８１は被処理基
板、８２は加熱源、８２ａは加熱用の赤外ランプ、８３
は基板ホルダー、８４は加熱源８２に設けた開口部、８
５ａと８５ｂは被処理基板８１からのアウトガスの流れ
を示す。

【００４４】従来の熱処理装置では、被処理基板８１か
ら放出されたアウトガスは被処理基板８１と加熱源８２
の間に滞留していたが、開口部８４を設けることによっ
て熱処理装置の外部に速やかに排出することが可能とな
った。

【００４５】前記熱処理装置を用いた半導体装置の熱処
理方法について説明する。通常、ゲート電極が形成され
た半導体基板からなる被処理基板への平坦な絶縁膜の形
成はＳｉＨ₄ガス、Ｏ₂ガス、Ｂ₂Ｈ₆ガス、ＰＨ₃ガスを
用いた常圧ＣＶＤ法でＢ₂Ｏ₃とＰ₂Ｏ₅を含有したボロ・
フォスフォ・シリケートガラス膜（以下、ＢＰＳＧ膜と
記す）を形成し、続いて８５０℃程度の加熱処理を施し
てガラス軟化（以下、ガラスフローと記す）を施すこと
で行われる。

【００４６】しかし、ＢＰＳＧ膜は吸湿性が高いため
に、ガラスフローを行うと水分とともにリン酸水和物や
ホウ酸水和物がアウトガスとしてＢＰＳＧ膜から放出さ
れる。従来の熱処理装置では、大量に放出されるアウト
ガスが被処理基板と加熱源とで作る空間に滞留し、ＢＰ
ＳＧ膜と反応してＢＰＯ₄化合物の析出物を生じさせ
る。この析出物は極めてエッチングされにくく、突起形
状を有しているために、引き続くＢＰＳＧ膜の微細パタ
ーン形成やエッチング加工で不良を起こし、被処理基板
上に形成する半導体素子の歩留まりを低下させる。

【００４７】ところで本実施の形態による熱処理装置を
用いてＢＰＳＧ膜のガラスフローを行うと、被処理基板
８１からのアウトガスは加熱源８２の端部からの流れ８
５ａと加熱源８２に設けた開口部８４を通る流れ８５ｂ
になって、滞留せずに速やかに排出される。このために
析出物のまったく無いＢＰＳＧ膜のガラスフローを行う
ことができ、被処理基板上に形成する半導体素子の歩留
まり低下を防ぐことができた。

【００４８】（第６の実施形態）次に、本発明の第６の
実施形態について説明する。

【００４９】図９は、本実施形態における熱処理装置の
側面図を示す。図９において、９１は被処理基板、９２
は加熱源、９２ａ、９２ｂ、９２ｃは加熱体、９３は搬
送ベルト、９４はガス導入口、９４ａは導入するガスの
流れ、９５は被処理基板からのアウトガス、９５ａは熱
処理装置外へのアウトガスの流れを示す。

【００５０】加熱体９２ａ、９２ｂ、９２ｃは加熱源９
２の中央から加熱源９２の外部に向かって搬送ベルト９
３との距離が大きくなるように設定する。この設定によ
って被処理基板からのアウトガス９５は加熱体９２ａ、
９２ｂ、９２ｃの作る傾きによって熱処理装置外部に排
出される。さらに本実施の形態では熱処理装置の中央部
にあるガス導入口９４から不活性ガスを熱処理装置に導
入することによって、熱処理装置外へのアウトガスの流
れ９５ａを加速する効果を持たせている。

【００５１】前記熱処理装置を用いた半導体装置の熱処
理方法について説明する。通常、半導体装置の絶縁膜に
用いられるＳＯＧ膜は、有機溶媒中にシラノールなどの
シリコン化合物を含有したＳＯＧ材料を被処理基板に塗
布し、４００℃程度で焼成させて形成される。しかし、
ＳＯＧ材料中には有機溶媒を含んでいるために、加熱処
理時に多量のアウトガスを発生する。従来の熱処理装置
で大口径の被処理基板の加熱処理を施すと、熱処理基板
と加熱源との間の空間の中心付近に不均一なアウトガス
の滞留が生じる。有機溶媒を主成分とする多量のアウト
ガスが、ＳＯＧ膜に接触するとＳＯＧ膜の焼成効果を低
下させ、ＳＯＧ膜の硬度や緻密性の低下を招く。このた
めに上記従来の熱処理装置では不均一に滞留したアウト
ガスにより、被処理基板面上で硬度や緻密性の不均質な
ＳＯＧ膜が形成され、引き続いて作製する半導体素子の
歩留まりを低下させていた。本実施形態の熱処理装置で
はアウトガスが速やかに排出されるために、この熱処理
装置を用いた熱処理方法では、均質なＳＯＧ膜の形成が
でき、引き続いて形成する半導体素子の歩留まりも良好
であった。

【００５２】なお、本実施の形態では熱処理装置の中央
部にある加熱体９２ａと搬送ベルト９３との距離を最小
となるように設定しているが、熱せられたアウトガスを
排出するためには、各加熱体と搬送ベルトとの距離が階
段状あるいは傾きを持って増加あるいは減少する構成で
あればよい。

【００５３】

【発明の効果】第１の熱処理装置によれば、加熱源と、
同加熱源で被処理基板を加熱処理する領域中を前記被処
理基板を回転させながら通過させる搬送機構とを有する
構造としたので、加熱源の大型化による均熱性低下の影
響を低減し、被処理基板の均一な加熱処理が可能とな
る。さらに加熱源が被処理基板より小さくても、前記構
造によって被処理基板全面の加熱が可能となり、熱処理
装置の小型化を実現できる。

【００５４】さらに、複数の加熱体からなる加熱源を用
いることによって、加熱体と被処理基板との距離を任意
に設定することや、各加熱体を独立して温度制御するこ
とが可能となるために、被処理基板の昇温、降温の制御
が精度良く可能となり、被処理基板の加熱処理を良好に
行える。

【００５５】加熱源と、同加熱源で形成される加熱処理
領域中を被処理基板を通過させるとともに、前記加熱源
と被処理基板とを非平行の関係に対向するように保持し
て行う熱処理方法では、被処理基板からのアウトガスを
熱処理装置内から容易に排出できるために、被処理基板
周辺にアウトガスが滞留することによって生じる被処理
基板に形成する半導体素子の劣化を防ぐことができる。
また、このときに被処理基板を回転させながら加熱処理
する領域中を通過させる熱処理方法を用いることで、ア
ウトガスの影響の無い均一な加熱処理を被処理基板に施
すことができる。あるいは、加熱体と被処理基板との複
数の距離のうち、少なくとも二つの距離が異なるように
した第１の熱処理装置で被処理基板の加熱処理を施す熱
処理方法を用いることで上記と同様の効果を実現でき
る。

【００５６】第２の熱処理装置によれば、加熱源と、回
転機構により回転する被処理基板に加熱源から放射され
る熱放射面の中心と前記被処理基板の中心とが偏心した
位置関係の構造としたので、加熱源の均熱性低下の影響
を低減し、均一な加熱処理が可能となる。また、第２の
熱処理装置を用いることによって、大口径の被処理基板
に均一な加熱処理を施すことができる。

【００５７】第３の熱処理装置によれば、加熱処理する
被処理基板と対向する関係で配設された加熱源の一部に
前記被処理基板から放出されるガスを排出させる開口部
を有する構造の熱処理装置としたので、被処理基板から
のアウトガスを熱処理装置内から開口部を通じて排出で
きるために、被処理基板周辺にアウトガスが滞留するこ
とによって生じる被処理基板に形成する半導体装置の劣
化を防ぐことができる。

【００５８】第４の熱処理装置によれば、面状加熱源の
一部に被処理基板から放出されるガスが通り抜ける開口
部を設けることにより、被処理基板からのアウトガスを
熱処理装置内から容易に排出できるために、被処理基板
周辺にアウトガスが滞留することによって生じる被処理
基板に形成する半導体装置の劣化を防ぐことができる。
さらに、被処理基板を回転機構により回転させるように
した第４の熱処理装置を用いることで、アウトガスの影
響の無い均一な加熱処理を被処理基板に施すことができ
る。

【００５９】第５の熱処理装置によれば、複数の加熱体
を外部に向かって開口する傾きで並べる構造の熱処理装
置とすることによって、被処理基板からのアウトガスを
熱処理装置内から速やかに排出できるために、被処理基
板周辺にアウトガスが滞留することによって生じる半導
体装置の劣化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の構
成図

【図２】本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の部
分拡大上面図

【図３】本発明の第２の実施形態に係る熱処理装置の構
成図

【図４】本発明の第２の実施形態に係る熱処理装置の温
度設定を示す図

【図５】本発明の第３の実施形態に係る熱処理装置の構
成図

【図６】本発明の第４の実施形態に係る熱処理装置の構
成図

【図７】本発明の第４の他の実施形態に係る熱処理装置
の構成図

【図８】本発明の第５の実施形態に係る熱処理装置の構
成図

【図９】本発明の第６の実施形態に係る熱処理装置の構
成図

【符号の説明】

１１被処理基板１２加熱源１３搬送ベルト１４被処理基板の回転方向１４ａ搬送ベルトの搬送方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱源と、同加熱源で形成される加熱処
理領域中を被処理基板を回転させながら通過させる搬送
機構とを有することを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】搬送機構の被処理基板を載置する面が加
熱源と対向する関係に設定されることを特徴とする請求
項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】加熱源と、同加熱源で形成される加熱処
理領域中を被処理基板を通過させるとともに、前記加熱
源と被処理基板とを非平行の関係に対向するように保持
して熱処理を施すことを特徴とする熱処理方法。
【請求項４】加熱源と、同加熱源で形成される加熱処
理領域中を被処理基板を回転させながら通過させるとと
もに、前記加熱源と被処理基板とを非平行の関係に対向
するように保持して熱処理を施すことを特徴とする熱処
理方法。
【請求項５】加熱源が複数の加熱体からなることを特
徴とする請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項６】加熱源が独立に温度制御される複数の加
熱体からなることを特徴とする請求項５に記載の熱処理
装置。
【請求項７】加熱体と被処理基板との複数の距離のう
ち、少なくとも二つの距離が異なるようにした請求項５
または請求項６記載の熱処理装置で被処理基板の熱処理
を施すことを特徴とする熱処理方法。
【請求項８】加熱源の熱放射面と対向して回転機構に
より回転する被処理基板の回転中心と前記熱放射面の中
心が偏心した位置関係であることを特徴とする熱処理装
置。
【請求項９】加熱処理する被処理基板と対向する関係
で配設された面状加熱源の一部に、前記加熱処理された
被処理基板から放出されるガスが通り抜ける開口部を設
けたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項１０】被処理基板を回転機構により回転させ
ることを特徴とする請求項９に記載の熱処理装置。
【請求項１１】複数の加熱体からなる加熱源と、同加
熱源の下を被処理基板が通過する領域とを有する熱処理
装置の前記各加熱体と前記被処理基板が通過する領域と
の距離が段階を追って増加するもしくは減少する構成で
あることを特徴とする熱処理装置。
【請求項１２】複数の加熱体からなる加熱源と、同加
熱源の下を被処理基板が通過する領域とを有する熱処理
装置の前記各加熱体と前記被処理基板が通過する領域と
の距離が、両端の加熱体以外の加熱体と前記被処理基板
が通過する領域との距離が最小で両端の加熱体に向かっ
て各加熱体と前記被処理基板が通過する領域との距離が
増加していく構成であることを特徴とする熱処理装置。