JP2000133606A

JP2000133606A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2000133606A
Application number: JP10301081A
Authority: JP
Inventors: Mikio Takagi; 幹夫高木
Original assignee: FTL KK
Current assignee: FTL KK
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置のＣＶＤ，アニールなどの熱処理
を行う際にウェーハは昇温中には周縁が、降温中には中
心が高温になる。この高温部と低温部の温度差は昇温・
降温速度が大きくなると、大きくなり１２インチウェー
ハで５〜７℃以上になるとスリップが発生する。本発明
はスリップを発生させずに昇温・降温速度を高める。【解決手段】ウェーハ７を最高温度が８００℃以下の
温度区間を昇温（降温）する過程で、ウェーハ７を回転
させるとともに、ウェーハの温度よりも高い（低い）温
度を有しかつウェーハ７に対し実質的に非反応性の加熱
（冷却）ガスを、ウェーハ７端縁近傍位置１６ａからそ
れぞれのウェーハ７に向かって噴出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体シリコン基
板を基礎材料とするＶＬＳＩ、システムＬＳＩ、ＦＲＡ
Ｍなどの半導体装置の製造方法に関するものであり、よ
り詳しく述べるならば、ホットウォール型半導体製造装
置における加熱／冷却速度を高めることにより生じるウ
ェーハ内の温度分布を大幅に均一化する手段を提供する
ものである。公知のホットウォール型半導体製造装置を
構成するいわゆる縦型加熱炉では、複数枚の半導体シリ
コンウェーハを反応管内で間隙を置いて上下に配列し、
またウェーハの温度分布を良好にするために、ウェーハ
の実質的に全面が反応管内に露出される方式で支持して
いる。さらに、昇温、反応及び降温の過程のうち少なく
とも反応過程では半導体シリコンウェーハを反応管軸の
周りに回転させることによりウェーハ面上で均一に反応
を行わせている。

【０００２】

【従来の技術】ホットウォール型加熱炉の基本的構成要
素は、図１に示すとおり、石英反応管１、耐火断熱材も
しくは断熱材からなる炉体２、抵抗加熱ヒーター３、ウ
ェーハ支持昇降装置４、昇降ロッド５、ウェーハを多数
間隔を隔てて横置きする載置台６などである。このよう
な加熱炉を改善したホットウォール型加熱炉としては例
えば本発明者が提案した米国特許第５４４５６７６号明
細書に記載されたものがある。また、ウェーハとの接触
部を少なくした治具には特開平６−３３４０２５号公
報、特開平７１３０６６９号、本出願人の特開平９−１
３９３８９号公報などに提案されているウェーハの端縁
を支持するものがあり、さらに本出願人の特開平８−４
５８６１号公報の図３〜５、７に示された裏側面を点状
に支持するものがある。

【０００３】昇温過程ではウェーハ７には図２に示した
ように外側が高くなるような温度分布が発生し、一方冷
却過程では図３に示したように外側が低くなるような温
度分布が発生する。ウェーハ１００枚／バッチを熱処理
する縦型炉におけるウェーハの昇温速度及び降温速度
は、５００〜９００℃の温度区間においてそれぞれ最大
５〜１０℃／分以下及び２〜３℃／分以下であると言わ
れている。なお降温の場合は炉体が大きな熱容量を有し
ており、これがウェーハの冷却を妨げるので、加熱炉の
反応管と炉体の間隙に外気を流入させる方法や、炉内に
冷却チューブを内装して水などにより炉壁を強制冷却を
する方法も行われている。昇温速度を３０℃／分に高め
た場合、ウェーハ面内に生じる温度差を測定した実験結
果を縦軸に温度（すなわち中心温度と周辺温度の差）、
横軸に時間（すなわち５００℃から急速昇温開始後の時
間）を示すグラフ（図４）に表す。図に示すように、１
０分後に１２インチウェーハでは約６０℃、８インチウ
ェーハでは約３０℃の温度差が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】急速昇降温に伴って発
生するウェーハ面内温度差は大口径ほど大きくなり、一
方ウェーハ径が１２インチ以上の大口径では僅かな温度
差でもウェーハに大きな歪を発生させ、その結果スリッ
プラインが発生するおそれがある。したがって、この面
からウェーハの昇降温速度が制限され、ウェーハ処理量
（スループット）が低下することとなる。よって、本発
明は、大径ウェーハを熱処理する際の昇温速度及び／又
は降温速度を高めるために拡大するウェーハ面内の温度
差を減少する方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る方法は、間
隙を置いて上下に配列された複数枚の半導体シリコンウ
ェーハを反応管内で上下方向に移動可能にかつ実質的に
ウェーハ全面が露出される方式で支持し、半導体シリコ
ンウェーハを昇温し、熱処理温度に保持しかつ少なくと
も熱処理過程では半導体シリコンウェーハを反応管軸の
中心に回転させ、その後冷却する半導体装置の製造方法
に関し、その第１の方法（昇温方法）は、半導体シリコ
ンウェーハを最高温度が８００℃以下の温度区間を昇温
する昇温過程の少なくとも一部において、半導体シリコ
ンウェーハを回転させるとともに、該半導体シリコンウ
ェーハの温度よりも高い温度を有しかつ該半導体シリコ
ンウェーハに対し実質的に非反応性の加熱ガスを、該半
導体シリコンウェーハの端縁近傍位置からそれぞれの半
導体シリコンウェーハに向かって噴出することを特徴と
する方法であり、また第２の方法（降温方法）は、半導
体シリコンウェーハを最高温度が８００℃以下の温度区
間を降温する降温過程の少なくとも一部において、半導
体シリコンウェーハを回転させるとともに、半導体シリ
コンウェーハの温度よりも低い温度を有しかつ該半導体
シリコンウェーハに対し実質的に非反応性の冷却ガス
を、該半導体シリコンウェーハの端縁近傍位置からそれ
ぞれの半導体シリコンウェーハに向かって噴出すること
を特徴とする。以下、本発明を詳しく説明する。

【０００６】本発明に係る方法は、複数枚の半導体シリ
コンウェーハ（以下「ウェーハ」と言う）を反応管内で
移動可能に支持しかつウェーハの実質的に全面が反応管
内に露出されるように支持を行って複数枚のウェーハを
熱処理することにより、ＣＶＤ、アニール、酸化、窒化
などの処理を行う。先ず、点接触方式でウェーハを支持
することによりウェーハができるだけ広い面積で反応管
内に露出されていると、以下説明する昇温もしくは降温
ガスとの熱交換が迅速に行われる。ここで支持方式とし
ては前掲特開平６−３３４０２５号公報、特開平７−１
３０６６９号、特開平９−１３９３８９号公報、特開平
８−４５８６１号公報（図３〜５、７）に示されたもの
を使用することができるが、これらの方法に限らず種々
の治具により支持を行うことができる。さらに、本発明
に係る方法は複数枚バッチ処理する方法であり、かつウ
ェーハを石英反応管内に出し入れし、さらに場合によっ
ては前掲米国特許に開示されたように複数のゾーンでウ
ェーハを移動させるための移動手段を使用する方法であ
る。なお、移動手段に関しては例えば前掲米国特許第１
図の７、９、１０、１１として示された要素からなる装
置を使用することができる。ウェーハは好ましくは１０
〜６０ｒｐｍの速度で回転される。続いて本発明の第１
の方法（昇温方法）を説明する。

【０００７】本第１の方法は、伝導機構による昇温が支
配的な８００℃以下の昇温区間に適用され、ウェーハ加
熱のためにウェーハ温度より高温の加熱ガスをウェーハ
の間隙に噴出することにより、ガス加熱を行う。噴出さ
れた加熱ガスは直ちにウェーハ面全面に拡がり、ガスと
ウェーハ間で伝導による熱伝導が行われるため、ウェー
ハ面内の温度分布は均一化される。これに対して、従来
法ではヒーターで加熱された炉内ガスによる伝導加熱が
主たる昇温機構であり、ヒーターからの輻射による昇温
が従たる昇温機構である。ここで伝導加熱の場合は、炉
内ガスは対流により僅かに炉内を移動している程度であ
るので図２、４に示されたようなウェーハ面内温度勾配
が生じることは避けられない。さらに第１の方法におい
ては、加熱ガスを噴出するウェーハ端縁近傍位置とは、
ウェーハの移動を妨げない範囲でできるだけウェーハに
近い位置である。ウェーハとガス噴出位置との間隔が大
きくなり過ぎると、ウェーハに向かって流れるガスがウ
ェーハと熱交換を行う前に加熱ガスの熱が失われるので
好ましくない。加熱ガスのうちウェーハ端縁と接触する
割合が多いと、この接触端縁の温度が局部的に高くなる
傾向が現れるので、ウェーハ面内温度分布を均一にする
ためにはウェーハ間隙に向かって加熱ガスを噴射するこ
とが好ましい。また、加熱ガスをウェーハ中心部に向か
って噴出すると、中心部でウェーハと衝突したガスが放
射方向に拡がり、面内温度分布がさらに均一になる。

【０００８】なお、本発明の加熱終了後に８００℃以上
の温度にさらに昇温することもできる。本第１の方法に
おいて、ウェーハの温度（Ｔ_w ）とは昇温過程における
ウェーハ周辺近傍での刻々の温度である。加熱ガスの温
度（Ｔ_g ）は噴出口における温度であり、通常は一定で
あるが、変化する場合は時々刻々の温度である。上記の
ウェーハの温度（Ｔ_w ）は、熱電対をウェーハに接合し
て測温する方法により測定することができる。加熱ガス
の温度（Ｔ_g ）もガス噴出口に熱電対を設けて測定する
ことができ、またガス加熱装置１３での加熱設定温度か
ら噴出口１６ａまでの降温を差し引いて計算することも
できる。加熱ガスは噴出孔に達した時点でウェーハの温
度よりも高温に加熱されている必要がある。このための
加熱としては炉外加熱を行うことが確実であり、また炉
外加熱に炉のヒータによる加熱を併用してもよい。

【０００９】本発明においては、一部の区間だけ加熱ガ
スによる昇温を行い、残りの区間は通常の加熱方法によ
る昇温を行っても相応の効果はある。例えば、面内温度
分布が比較的均一でありスリップが発生し難い４００℃
までは通常の加熱を行い、その後、面内温度分布が不均
一になる８００℃まではガス加熱を行うことができる。
あるいは通常の方法で４００℃に加熱された加熱炉にウ
ェーハに装入して、ウェーハが４００℃に昇温した後加
熱ガスによる昇温を行うこともできる。いずれにせよ面
内温度差は、スリップが発生しない値、８インチウェー
ハで７〜１０℃以下、１２インチウェーハで５〜７℃以
下、好ましくは５℃以下を達成することができる。ま
た、本発明においては昇降温速度は１２インチウェーハ
で３０〜６０℃／分をねらっている。加熱後のガスは石
英反応管の任意の位置から排出される。但し、加熱ガス
又は冷却ガスの実質的に全量を、ガス噴出位置と反応管
軸心をはさんで対向する吸引位置から吸引管内に吸引す
ることが好ましい。

【００１０】加熱ガスはウェーハ全面に急速に拡がり、
回転中のウェーハを均一に加熱するから、ガス加熱開始
時におけるガスの温度（Ｔ_g ）とウェーハの温度（Ｔ
_w ）がかなり大きくともウェーハ面内に熱歪みを発生さ
せることはない。加熱ガスはウェーハのＳｉとは反応し
ないＨｅ，Ａｒを使用することもできる。Ｎ₂ はＳｉと
僅かに反応するが、８００℃以下の温度での反応は以降
のＣＶＤなどの反応を妨げることはない。よってＮ₂ も
加熱ガスとして使用することができる。一方、ウェーハ
表面にＳｉＯ₂ 膜が形成されている場合は、Ｈｅ−Ｏ₂
などの酸素含有ガスを使用することもできる。又、水素
含有ガスを使用することができる。炉内のガス圧は、ガ
スの熱容量と加熱速度に関係するので、本発明において
は常圧以上であることが好ましい。減圧は熱効率が悪い
が数１００Ｔｏｒｒ以上であれば、ガス加熱の効果は従
来技術と対比して顕著に認められる。

【００１１】続いて、本発明の第２の方法を説明する。
この方法は基本的には第１の方法と同じであるが、ウェ
ーハ中心部の温度より低温の冷却ガスを噴射することに
より、伝導による冷却を促進するところに特徴がある。
冷却過程ではウェーハのみならず炉体も熱をもってお
り、これらの熱が冷却を妨げているので、本発明による
ガス冷却手段は非常に効果的である。なお、従来技術の
欄で説明した炉体冷却技術を併用してもよい。上記［０
０１０］〜［００１３］の「加熱」を『冷却』に、また
「昇温」を『降温』に置きかえ、さらにＴ_g ＞Ｔ_w の関
係をＴ_g ＜Ｔ_w に変えると上述の説明は第２の方法にも
該当する。なお、冷却の特有の事項を説明すると、噴出
孔まで冷却ガスが導かれている過程で冷却ガスが加熱炉
のヒーターなどにより昇温されるので、ヒーターによる
影響をできるだけ抑えることが好ましい。このためには
ガス案内管を保温材で取り囲むなどの対策をとることが
できる。さらに、冷却ガスの流量又は流速を高める；Ｔ
_w −Ｔ_g ≧３０〜６０℃にする；加熱ガス管と冷却ガス
管は別に設けるなどの対策も有効である。

【００１２】本発明の第３の方法は第１の方法（昇温方
法）と第２の方法（降温方法）を前後して行うものであ
る。

【００１３】本発明の第４の方法は、熱処理温度におい
て、当該熱処理温度を有する加熱ガスを前記半導体シリ
コンウェーハの端縁近傍位置からそれぞれの半導体ウェ
ーハに向かって流しつつアニールを行う方法であり、ア
ニール中のウェーハの温度分布を良好にすることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、図５〜１０を参照として本発明法の実
施例を説明する。図５において、１〜４、７は図１〜４
に示した装置要素などと同じものである。図５に示され
た装置は加熱及び／又は冷却ガスの循環系統を石英反応
管を含むように構成している。

【００１５】まず、本発明の第１の方法（昇温方法）に
ついて説明する。図５において、バルブ８ａを開放して
ガスを図示されない供給源から供給して、ガス精製装置
１１で反応性があるＨ₂ Ｏなどの不純物を除去した後、
ストレージタンク１２に一旦貯める。その後昇温の場合
はバルブ８ｃを閉鎖した状態でカス加熱器１３で加熱を
行い、リボンヒーター付きカバー１４により取り囲まれ
た管内でさらに加熱された後、加熱ガスは石英反応管１
内に送られる。降温の場合は保温カバー１５により取り
囲まれた管内から石英反応管１内に送られる。図５に示
された昇温方法では、ヒーター３による加熱なしで所定
温度まで加熱する方法が可能であり、またこの方法を行
った後ヒーター３付炉体２を降下させさらに昇温を行う
方法かあるいはヒーター加熱とガス加熱を併用する方法
の三つの方法が可能である。第一の方法は反応温度が４
００〜５００℃である場合に採用可能である。なお、最
初から炉体２を下降した状態でヒーター３と加熱ガスに
よる加熱を併用する場合、加熱ガスはヒーター３によっ
ても当然に加熱される。

【００１６】石英反応管１内ではガス配管の先端を行き
止まりにし、管内壁に沿って延長させた噴出管１６と
し、各ウェーハ７に対応して設けられた側壁にガス噴出
口１６ａを斜め下向きに穿設しているので、加熱ガスは
ウェーハ７上面に向かって噴出される。ウェーハ７はウ
ェーハ支持昇降装置４により所定位置に支持されかつそ
の中心軸の周りに回転せしめられる。なお、ウェーハ間
隙が狭い場合は加熱ガスは水平に噴射してもよい。加熱
ガスの流量は１２インチウェーハの場合ウェーハ１枚当
たり１．０〜３．０Ｌ／分の範囲で所望の条件に併せて
調整することが好ましい。

【００１７】ウェーハ７と熱交換を行い、温度が降下し
た加熱ガスはできるだけ速やかに排出することが好まし
い。この排出のために、石英反応管１内にて末端を行き
止まりにし、管内壁に沿って延長させた吸引管１７を固
設し、側壁にガス吸引口１７ａを噴出口１６ａに対応し
て穿設している。吸引口１７ａは噴出口１６ａより若干
下方に、ウェーハ面のレベル直上に形成している。さら
に吸引管１７の延長部には−１０ｍｍＨ₂ Ｏ程度の差圧
を作り出す排気ブロアー１９を取り付けているので、ウ
ェーハ７上面に拡がった加熱ガスは吸引口１７から吸引
される。したがって熱交換後の加熱ガスは上下にほとん
ど流れず、また炉内に滞留せずに反応管内に排出される
こととなるために、噴出口１６ａから次々噴出される加
熱ガスの働きを妨げることはない。すなわち、このガス
吸引により、これらのガスどうしの熱交換は妨げられ、
相応して噴出ガスとウェーハ７との熱交換は促進され
る。

【００１８】吸引により回収されたガスは冷却用ラジェ
ーター１８により精製処理に適した温度まで冷却し、ガ
ス精製装置１１で精製して再使用する。

【００１９】上述した方法により所定温度まで昇温した
後は、（イ）直ちにＣＶＤ、酸化、窒化などの反応を行
うために加熱ガスの供給を中止して、反応ガスを図示さ
れない反応ガス導入管又は加熱ガスと同じ管１６より供
給する；（ロ）さらに通常の加熱法で反応温度まで昇温
する；（ハ）ガスの供給を中止しあるいは継続しながら
加熱を継続してアニールを行うなどの処理を行うなどの
熱処理を行い半導体装置を製造し、その後冷却を行う。

【００２０】次に、本発明の第２の方法（降温方法）に
ついて説明する。なお、炉体２が可動式の場合は図５の
点線位置まで上昇支持することが望ましい。降温の場合
は、バルブ８ｂ、８ｄを閉鎖し、バルブ８ｃを開放して
ストレージタンク１２から室温のガスを石英反応管２内
に噴出する。噴出されたガスはウェーハ７の温度例えば
４００℃より温度が低いのでウェーハ７と熱交換を行
い、ウェーハ７の奪熱後吸引口１７ａより吸引される。
吸引により回収されたガスは再び冷却用ラジエーター１
８で冷却され、その後管内に噴出される。

【００２１】図６は図５の炉体２と石英反応管１を上下
一体に連設した半導体製造装置を示す。図中、２ａは８
００〜１０００℃の輻射加熱温度領域を加熱するヒータ
ーを備えた上部炉であり、下部炉（３ｂ）で昇温したウ
ェーハ７を上昇させて反応を行う炉である。上部炉の頂
部には反応ガスを流入させる流入口２１を備えており、
また反応ガスを案内する案内管３７を炉体の底部から石
英反応管１内に突入させ、続いて方向を９０°上向きに
転向させて石英反応管１内壁に沿って延長させて流入口
２１に連通させている。流入口２１には反応ガスを一様
な筋状に噴出させるように多数の細菅を長く引き回して
形成している。また、２ｂは図５に示された炉体２を固
設したものである。３ｂは、必要により設けられる抵抗
加熱ヒーターもしくは加熱用ランプである。抵抗加熱ヒ
ーターや加熱用ランプ３ｂは図２（図３）に示すような
温度分布を発生させるが、加熱ガスをウェーハ中心（周
辺）に向かって噴出することによりヒーターの温度分布
特性を緩和することができる。反応完了後の反応ガスは
炉の下部に形成された排気口４２から排出される。なお
２２はフランジであり、４０は上部炉２ａと下部炉２ｂ
の間に介挿された断熱材）である。

【００２２】図６及び７に示される噴出管１６は、加熱
ガス又は冷却ガスを上向、下向、上向に順次流し、それ
ぞれの流路区内で反応管内に噴出するように１本の管体
を蛇行させたものである。すなわち管内に突入した管体
をの上向き延長部（１６ａ）、下向き延長部（１６
ｂ）、上向き延長部（１６ｃ）のそれぞれからガス噴射
させている。このためにガス源に近い噴出口から噴出口
からの比較的多量のガス量と管体の行き止まり末端側に
近い噴出口からの比較的少量のガスが、各ウェーハ配列
高さで加算されるので、各ウェーハ間隙に向かって噴出
されるガス量はほとんど等しくなる。図７に示すように
吸引管１７は前面側を短冊状孔部形成した仕切り板によ
り、背面側を石英反応管１内壁により形成している。な
お、蛇行型噴出管１６は１組のみならず、２〜３組並列
配置することもできる。

【００２３】本発明の第４の方法においては、昇温後の
アニール中に加熱ガスによってウェーハを昇温期と同様
の方法で加熱することができる。この方法の一例を示す
図８において、３８は加熱ガス案内管、４３は熱交換
部、４４は噴射ガス案内管、４４ａは噴射孔である。こ
こで加熱ガス案内管３８は図示されない加熱ガス源と連
通しており、さらに石英反応管１内の管壁に沿って上向
きに熱交換部４３まで延在している。熱交換部４３は細
管を蛇行させることによってヒーター３ａからの加熱効
果を十分に与えるようにしている。この結果、アニール
温度に加熱させた加熱ガスは噴射先端が行止りになって
いるガス案内管４４内に送られ次に各ウェーハワ毎に設
けられている噴出孔４４ａから噴出される。なお、膜を
形成しないアニールの場合は加熱ガス流が乱流になって
もパーティクルは発生しないので、吸引管１７（図５）
は特に設ける必要がない。

【００２４】続いて、図９及び図１０を参照して、本発
明におけるウェーハの支持方法を説明する。噴出ガスの
案内管４４は噴出孔４４ａの下側を水平方向に伸びた環
状仕切部４５とすることによって、加熱ガスを水平方向
に案内し、且つ上下方向への流れを規制している。４６
は石英反管２とヒータ−３ａの間の環状空間であるウェ
ーハ７を支持する治具３０は、外側環状部３１と、この
内側にある孔開き支持部３２とからなり、この指示部３
２にはウェーハ７を点接触方式で支える突起３４が６個
設けられている。外側環状部３１の上面は環状仕切板４
５及びウェーハ７と同じレベルにあるので、加熱ガスが
水平に流れ易い。なお３３は外側環状部３１と環状仕切
板４５の間の間隙である。本発明によると、図２、３に
示すような温度部分は抑制させるために、ウェーハの端
緑にウェーハと面接触する奪熱手段を設ける必要がなく
なり、ウェーハ７は点接触方式で支持される。図９、１
０を参照し、アニールをガス加熱で行う方法につき、ウ
ェーハの支持方法を説明したが、昇温・降温程度におい
ても同様の支持方法を行いうることは言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると昇
温及び降温過程の温度分布を小さくしかつ急速昇温及び
降温することができるので、特に大径ウェーハの熱処理
生産性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホットウォール型加熱炉の概念的断面図であ
る。

【図２】ホットウォール型加熱炉において従来法によ
り昇温する場合のウェーハ面内の温度分布を示す模式図
である。

【図３】ホットウォール型加熱炉において従来法によ
り降温する場合のウェーハ面内の温度分布を示す模式図
である。

【図４】ホットウォール型加熱炉において従来法によ
り昇温する場合のウェーハ面内の温度分布のシミュレー
ション結果を示すグラフである。

【図５】本発明法を実施する装置の一実施例を示す図
面である。

【図６】本発明法を実施する装置の別の実施例を示す
図面である。

【図７】図６の装置の下部の断面平面図である。

【図８】アニール中にガス加熱を行う装置を示す図で
ある。

【図９】ウェーハ支持治具を示す（断面）図である。

【図１０】支持されているウェーハの平面図である。

【符号の説明】

１石英反応管２炉体３抵抗加熱ヒーター４ウェーハ支持昇降装置５昇降ロッド６載置台７ウェーハ８バルブ１１ガス精製装置１２ストレージタンク１３加熱装置１４カバー１５保温カバー１６噴出管１７吸引管１８冷却用ラジエータ２１流入口２２フランジ３０ウェーハ支持治具３４突起３７反応ガス案内管３８加熱ガス案内管４２反応ガス排気口４３熱交換部４４噴出ガス案内管４５環状仕切部４６環状空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F045 AC16 AC17 AD04 AD05 AD06 AD07 AD08 AD09 AD10 AD11 AD12 AD13 AD14 AD15 BB08 BB13 DP19 EC02 EC09 EE04 EE14 EF03 EF04 EF15 EK06 EK22 EM02 EM09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間隙を置いて上下に配列された複数枚の
半導体シリコンウェーハを反応管内で上下方向に移動可
能にかつ実質的にウェーハ全面が露出されるように支持
し、前記半導体シリコンウェーハを昇温し、熱処理温度
に保持しかつ少なくとも熱処理過程では半導体シリコン
ウェーハを反応管軸を中心として回転させ、その後冷却
する半導体装置の製造方法において、前記半導体シリコンウェーハを最高温度が８００℃以下
の温度区間を昇温する昇温過程の少なくとも一部におい
て、前記半導体シリコンウェーハを回転させるととも
に、該半導体シリコンウェーハの温度よりも高い温度を
有しかつ該半導体シリコンウェーハに対し実質的に非反
応性の加熱ガスを、該半導体シリコンウェーハの端縁近
傍位置からそれぞれの半導体シリコンウェーハに向かっ
て噴出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】間隙を置いて上下に配列された複数枚の
半導体シリコンウェーハを反応管内で上下方向に移動可
能にかつ実質的にウェーハ全面が露出されるように支持
し、前記半導体シリコンウェーハを昇温し、熱処理温度
に保持しかつ少なくとも熱処理過程では半導体シリコン
ウェーハを反応管軸を中心として回転させ、その後冷却
する半導体装置の製造方法において、前記半導体シリコンウェーハを最高温度が８００℃以下
の温度区間を降温する降温過程の少なくとも一部におい
て、前記半導体シリコンウェーハを回転させるととも
に、該半導体シリコンウェーハの温度よりも低い温度を
有しかつ該半導体シリコンウェーハに対し実質的に非反
応性の冷却ガスを、該半導体シリコンウェーハの端縁近
傍位置からそれぞれの半導体シリコンウェーハに向かっ
て噴出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】間隙を置いて上下に配列された複数枚の
半導体シリコンウェーハを反応管内で上下方向に移動可
能にかつ実質的にウェーハ全面が反応管内に露出される
ように支持し、前記半導体シリコンウェーハを昇温し、
熱処理温度に保持しかつ少なくとも熱処理過程では半導
体シリコンウェーハを反応管軸を中心として回転させ、
その後冷却する半導体装置の製造方法において、前記半導体シリコンウェーハを、最高温度が８００℃以
下の温度区間を昇温する昇温過程の少なくとも一部にお
いて、前記半導体シリコンウェーハを回転させるととも
に、該半導体シリコンウェーハの温度よりも高い温度を
有しかつ該半導体シリコンウェーハに対し実質的に非反
応性の加熱ガスを、該半導体シリコンウェーハの端縁近
傍位置からそれぞれの半導体シリコンウェーハに向かっ
て噴出し、かつ前記半導体シリコンウェーハを最高温度
が８００℃以下の温度区間を降温する降温過程の少なく
とも一部において、前記半導体シリコンウェーハを回転
させるとともに、該半導体シリコンウェーハの温度より
も低い温度を有しかつ該半導体シリコンウェーハに対し
実質的に非反応性の冷却ガスを、該半導体シリコンウェ
ーハの端縁近傍位置からそれぞれの半導体シリコンウェ
ーハに向かって噴出することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
【請求項４】前記加熱ガス又は冷却ガスの実質的に全
量を、それぞれの噴出位置と反応管軸をはさんで対向す
る吸引口から吸引管内に吸引することを特徴とする請求
項１から３までの何れか１項記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項５】前記加熱ガス又は冷却ガスを半導体シリ
コンウェーハの前記間隙に向けて噴出することを特徴と
する請求項１から４までの何れか１項記載の半導体装置
の製造方法。
【請求項６】前記加熱ガス又は冷却ガスを半導体シリ
コンウェーハの中心部に向けて噴出することを特徴とす
る請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】前記加熱ガスを反応管外にて加熱温度も
しくはその近傍に加熱することを特徴とする請求項１及
び３から６までの何れか１項記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項８】前記加熱ガスによる加熱に加えて電気抵
抗ヒーターもしくはランプ加熱による昇温も並行して行
う請求項１，３，４又は５記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項９】前記加熱ガス又は冷却ガスを反応管内を
上向き及び下向きに流す管体を設け、この管体の上下方
向に均等に設けられた噴出孔より反応管内に噴出するこ
とを特徴とする請求項１から８までの何れか１項記載の
半導体装置の製造方法。
【請求項１０】前記熱処理温度において、当該熱処理
温度を有する加熱ガスを前記半導体シリコンウェーハの
端縁近傍位置からそれぞれの半導体ウェーハに向かって
流しつつアニールを行うことを特徴とする請求項１から
９までの何れか１項記載の半導体装置の製造方法。