JP2002110581A - 熱処理装置と熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度の高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。 【解決手段】 装着された半導体基板３０を加熱するハ
ロゲンランプ１６を含む熱処理装置１であって、半導体
基板３０を少なくとも三点で支持するガードリング２１
と、ハロゲンランプ１６がガードリング２１に装着され
た半導体基板３０を加熱する間、所定の面内において半
導体基板３０が回転するようガードリング２１を回転さ
せる回転部２４とを備えたことを特徴とする熱処理装置
を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板に対し
て所定の熱処理を施す熱処理装置と熱処理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路をウェーハ上に形成する
ためのＣＶＤ装置やアニール装置等の熱処理装置におい
ては、加熱源が該ウェーハを加熱するが、加熱された該
ウェーハの温度が常に均一であるようにするため、加熱
中においては上記加熱源に対向する所定の面内において
該ウェーハを回転させる。

【０００３】図１は、上記のような熱処理装置におい
て、該ウェーハを保持するために使用される従来のガー
ドリング１０の構成を示す図である。図１（ａ）に示さ
れるように、このガードリング１０は外周部３２と、中
空部３１とを有するドーナツ型であって、該中空部３１
と外周部３２の間には外周部３２より一段低い円環状の
ステージ３３が形成される。なお、上記ガードリング１
０は、炭化珪素（SiC）により形成される。

【０００４】ここで図１（ｂ）に示されるように、上記
のような構成を有するガードリング１０においては、そ
のステージ３３上に図１（ａ）には示されていないウェ
ーハ３０が載置され、図１（ｂ）の上方に位置する加熱
源（図示していない）から加えられる熱により所望の熱
処理を施すための温度に加熱される。

【０００５】しかしながら、図１（ｂ）に示されるよう
に、従来のガードリング１０は熱処理対象とするウェー
ハ３０をステージ３３上において面接触させる構造を有
するため、ガードリング１０の温度がウェーハ１の温度
に大きな影響を与えるという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題を
解消するためになされたもので、精度の高い熱処理を実
現する熱処理装置と熱処理方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、装着され
た半導体基板を加熱する加熱手段を含む熱処理装置であ
って、半導体基板を少なくとも三点で支持する支持手段
と、加熱手段が支持手段に装着された半導体基板を加熱
する間、加熱手段に対向する所定の面内において半導体
基板が回転するよう支持手段を回転させる回転手段とを
備えたことを特徴とする熱処理装置を提供することによ
り達成される。このような手段によれば、加熱手段によ
る加熱の効果を損なうことなく、加熱された半導体基板
の温度を均一にすることができる。

【０００８】また、上記少なくとも三点における半導体
基板と支持手段との接触面の大きさがそれぞれ２ｍｍ四
方とされることにより、該半導体基板から流出する熱量
の抑止と回転手段による回転とを同時に実現することが
できる。

【０００９】なお、支持手段の高さを０．１ｍｍから
２．０ｍｍまでの範囲内におけるいずれかの値とし、少
なくとも三点における半導体基板と支持手段との接触面
の粗さを算術平均粗さで０．３μｍから０．５μｍまで
の範囲内におけるいずれかの値とすると好適である。

【００１０】また、支持手段は、半導体基板を保持する
保持部材と、半導体基板を上記少なくとも三点のそれぞ
れにおいて支持するよう保持部材に対して嵌合された支
持部材とを含むものとすれば、支持手段の製造を容易化
することができると共に、支持部材の材質を任意に選択
できるため、汎用性を高めることができる。

【００１１】また、支持手段は、半導体基板の面積以上
の大きさを有する中空部が穿設され、所定の面内におい
て中空部に突設された少なくとも三つの突設部が一体と
して形成された環状体からなるものとすれば、支持手段
を容易に製造することができる。

【００１２】また、本発明の目的は、装着された半導体
基板を加熱する加熱手段を含む熱処理装置であって、加
熱手段が半導体基板を加熱する間において、半導体基板
を支持する第一の支持手段と、第一の支持手段を支持す
る第二の支持手段と、加熱手段が第一の支持手段に装着
された半導体基板を加熱する間、加熱手段に対向する所
定の面内において半導体基板が回転するよう第二の支持
手段を回転させる回転手段とを備えたことを特徴とする
熱処理装置を提供することにより達成される。このよう
な手段によれば、加熱手段が半導体基板を加熱する場合
において、該半導体基板と接触する第一の支持手段が該
半導体基板に与える影響を少なくすることができると共
に、該半導体基板の温度分布の均一性を向上させること
ができる。

【００１３】また、本発明の目的は、装着された半導体
基板を加熱して所定の熱処理を行う熱処理方法であっ
て、半導体基板を少なくとも三点で支持すると共に、半
導体基板を加熱する間、少なくとも三点で支持された半
導体基板を所定の面内において回転させるステップを有
することを特徴とする熱処理方法を提供することにより
達成される。このような手段によれば、加熱された半導
体基板の温度を均一にした状態において、所定の熱処理
を行うことができる。

【００１４】なお、上記ステップにおける半導体基板の
回転速度は、２００（min^−１）以下とされるのが好適
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施の形
態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。 ［実施の形態１］図２は、本発明の実施の形態１に係る
半導体製造システムの構成を示す平面図である。図２に
示されるように、本実施の形態１に係る半導体製造シス
テムは、搬送チャンバ３と、搬送チャンバ３に対して周
設されたＲＴＰ（Rapid ThermalProcess）チャンバ２と
チャンバ５、ＣＶＤチャンバ７、及びロードロック室９
を備え、搬送チャンバ３は搬送アーム１１を含む。

【００１６】ここで、搬送チャンバ３においては伸縮及
び回動可能な搬送アーム１１によりウェーハの搬送が行
われ、ＲＴＰチャンバ２においてはウェーハが必要に応
じて急速加熱され、所望の熱処理が施される。なお、該
ＲＴＰチャンバ２に含まれるＲＴＰ装置（急速加熱熱処
理装置）については、後に詳しく説明する。

【００１７】また、チャンバ５においては該ウェーハに
対して所望のプロセス処理がなされ、ＣＶＤチャンバ７
においては該ウェーハに対しＣＶＤ処理が施される。ま
た、ロードロック室９にはウェーハを所定数収納したカ
セットが格納される。

【００１８】以下において、上記のような構成を有する
半導体製造システムによる処理シーケンスの一例を説明
する。まず最初に、ロードロック室９に格納されている
カセットを、該ロードロック室９から搬送アーム１１で
取り出す。次に、搬送アーム１１で該カセットをＲＴＰ
チャンバ２へ搬送する。そして、ＲＴＰチャンバ２に含
まれるリフタ等によりカセット内のウェーハを上記急速
加熱熱処理装置のウェーハ支持台に設置する。

【００１９】このようにして急速加熱熱処理装置に装着
されたウェーハは、必要に応じて急速加熱され、所望の
熱処理が施される。そして、該熱処理が終了したときに
は上記リフタ等により該ウェーハをウェーハ支持台から
持ち上げ、該カセットに再度収納される。そして次に、
新たなウェーハが該リフタ等によってウェーハ支持台に
設置される。このようにして、該カセット内のウェーハ
が順次熱処理され、全てのウェーハについての処理が終
了した時点で、処理済みのウェーハが収納されたカセッ
トが、搬送アーム１１により搬送チャンバ３に戻され
る。

【００２０】そして上記カセットは、必要とされる処理
に応じて搬送アームによりチャンバ５へ搬入され、ある
いはロードロック室９へ戻される。

【００２１】図３は、図２に示されたＲＴＰチャンバに
含まれる急速加熱熱処理装置の構成を示す図である。図
３に示されるように、本実施の形態１に係る急速加熱熱
処理装置は、ハロゲンランプ１６に供給する電力を調整
するハロゲンランプハウス１５と、ハロゲンランプ１６
と、ウェーハ３０を熱処理するチャンバ１７と、放射温
度計１９とを備える。なお、ウェーハ３０を加熱する手
段として、上記のようなランプの代わりに、抵抗へ電流
を流すことによる発熱を利用する抵抗加熱源を備えるこ
ととしても良い。

【００２２】ここで、チャンバ１７はウェーハ３０を支
持するガードリング２１と、ガードリング２１を支持す
る石英サポートリング２３と、ウェーハ３０が装着され
たガードリング２１を回転させるための回転部２４とを
備える。そして、該回転部２４は磁性体２５と、ベアリ
ング２７と、チャンバ１７の外部に配設された磁石２０
とを含む。またチャンバ１７には、ウェーハ３０から放
射された光を検出すると共に光ファイバによって放射温
度計１１に接続される石英ロッド２９が具設されると共
に、上記チャンバ１７の内部は真空状態とされる。

【００２３】上記のような構成を有する急速加熱熱処理
装置１においては、ウェーハ３０がハロゲンランプ１６
により加熱される間、ウェーハ３０が装着されたガード
リング２１が回転部２４により回転される。これによ
り、ハロゲンランプ１６からの放射光がウェーハ３０の
全面に対して偏り無く照射されることになるため、該加
熱下でのウェーハ３０の温度分布は、ウェーハ３０を回
転させない場合に比してその均一性が向上される。な
お、ガードリング２１の回転速度は、ウェーハ３０の安
定性を確保するため２００（min^−１）以下とされるこ
とが好ましい。

【００２４】ここで上記回転部２４は、磁性体２５を磁
石２０により磁化すると共に、該磁石２０を磁性体２５
の外周において回転させるマグネットカップリングによ
り、磁性体２５が具設された石英サポートリング２３を
ベアリング２７上で回転させる。これにより、石英サポ
ートリング２３により支持されウェーハ３０が装着され
たガードリング２１がハロゲンランプ１６に対向する所
定の面上において回転される。

【００２５】次に、図３に示された急速加熱熱処理装置
１の動作を、図４を参照しつつ説明する。なお、図４
（ａ）は急速加熱熱処理装置１によるウェーハ３０の熱
処理温度の経時変化を示すグラフであり、図４（ｂ）は
図４（ａ）に示された熱処理温度により所定のプロセス
を実行するための該熱処理のレシピを示す表である。

【００２６】まず図４に示されるように、時間０秒のス
タート時にウェーハ３０が急速加熱熱処理装置１に搬入
される。なおこのとき、装置内の温度は室温（Ｒ．
Ｔ．）とされ、圧力は搬送圧力とされている。

【００２７】次に、時間０秒〜Ｔ１（１０秒）間におい
ては加熱速度が０℃／ｓｅｃとされると共に、時間Ｔ１
においてチャンバ１７内の温度が１００℃とされる。そ
して、圧力は１０００Ｐａの安定状態とされ、時間Ｔ６
（１４３秒）まで維持される。さらに、ガス流量は時間
Ｔ１から時間Ｔ６までの間１０００標準状態ｃｍ^３／分
とされる。

【００２８】次に、時間Ｔ１（１０秒）〜Ｔ２（４０
秒）間において加熱速度３０℃／ｓｅｃで加熱され、時
間Ｔ２においてはチャンバ１７内の温度が５００℃の第
一温度安定状態とされる。そして、時間Ｔ２（４０秒）
〜Ｔ３（５０秒）間においても加熱速度３０℃／ｓｅｃ
で加熱され、時間Ｔ３においてはチャンバ１７内の温度
が７００℃の第二温度安定状態とされる。

【００２９】また、時間Ｔ３（５０秒）〜Ｔ４（５３
秒）間においては加熱速度１００℃／ｓｅｃで急速加熱
され、時間Ｔ４においてはチャンバ１７内の温度が１０
００℃の安定状態とされる。そして、時間Ｔ４（５３
秒）〜Ｔ５（１１３秒）間においてチャンバ１７内の温
度が１０００℃に保持され、所望のプロセスが実行され
る。

【００３０】さらに、時間Ｔ５（１１３秒）〜Ｔ６（１
４３秒）間においては加熱速度−５０℃／ｓｅｃで急速
降温され、時間Ｔ６においてはチャンバ１７内の温度が
５００℃とされる。そして、時間Ｔ７（１５３秒）にお
いてチャンバ１７内の温度が室温とされ、圧力は搬送圧
力に戻される。

【００３１】図５は、図３に示されたガードリング２１
の構成を示す図である。図５に示されるように、本実施
の形態１に係るガードリング２１は、中空部３１を有す
るドーナツ型を成すと共に、中空部３１の周辺に外周部
３２に対し一段低いステージ３３が形成される。そして
さらに、ステージ３３上にはそれぞれの高さが０．１〜
２．０ｍｍの範囲内とされ、例えば上面が２ｍｍ四方と
される３つの凸部３５が形成される。なお、ステージ３
３上には、凸部３５を３つ以上形成してもよい。

【００３２】また、凸部３５は外周部３５及びステージ
３３に対して一体として形成してもよいし、凸部３５だ
け別部品として作成し、ステージ３３に嵌合させてもよ
い。そして、上記ガードリング２１は炭化珪素（SiC）
から形成され、凸部３５は一例として外周部３２やステ
ージ３３に対し別体として、シリコン（Si）や石英など
から形成される。

【００３３】ここで、図３に示されるように、上記のよ
うな構成を有するガードリング２１に対し、そのステー
ジ３３上の凸部３５にウェーハ３０が装着される。この
結果、上記のようなガードリング２１を用いることによ
り、装着されたウェーハ３０とガードリング２１との接
触面積が低減され、ガードリング２１の温度がウェーハ
３０に与える影響を低減することができる。

【００３４】従って、本実施の形態１に係るガードリン
グ２１を備えた急速加熱熱処理装置１によれば、ガード
リング２１とウェーハ３０との接触面積が低減されると
共に、加熱中においてウェーハ３０が回転されるため、
ガードリング２１からの影響を回避し、かつ温度の均一
性を向上させることにより、温度制御の点において精度
の高い熱処理を実現することができる。

【００３５】以下において、本実施の形態１に係る急速
加熱熱処理装置における実測データを、従来の急速加熱
熱処理装置による実測データと比較して説明する。

【００３６】図６は、従来のガードリング４０を用いた
急速加熱熱処理装置の特性を説明する図である。ここ
で、図６（ａ）はウェーハ３０の温度の経時変化を示す
グラフであり、図６（ｂ）はウェーハ３０が装着された
従来のガードリング４０を示し、図６（ｃ）は図６
（ａ）に示されたグラフを得る際の温度測定条件を説明
する図である。

【００３７】図６（ｂ）に示されるように、従来のガー
ドリング４０においては、断面において幅Ｗだけウェー
ハ３０が重なるよう載置され、図６（ｃ）に示される斜
線部においてウェーハ３０はガードリング４０と全周面
接触する。ここで、上記幅Ｗは３ｍｍとされる。

【００３８】図６（ａ）に示されるグラフは、左縦軸が
ウェーハ３０の各点における温度（℃）を示し、右縦軸
がウェーハ３０の面内における最大温度差を示し、横軸
が熱処理における経過時間（ｓｅｃ）を示す。そして曲
線４１は、半径が１００ｍｍのウェーハ３０において、
中心から８０ｍｍまでの間に２０ｍｍ間隔に置かれた複
数の熱電対により測定されたデータを示す。なお、図６
（ｃ）においては、上記複数の熱電対の位置を示す代表
点として、中心からの距離が４０ｍｍである点Ｐ１のみ
が示されている。

【００３９】また、同様に曲線４２は、該ウェーハ３０
において中心からの距離が９７ｍｍである点Ｐ２に置か
れた熱電対により測定されたデータを示す。また、曲線
４３はウェーハ３０上に置かれた複数の熱電対により測
定された複数の面内温度における最大温度差を示す。

【００４０】ここで、図６（ａ）に示されるように、経
過時間が１０〜２０秒の間において、点Ｐ１の温度は約
１０８０℃まで上昇した後に約１０５０℃に安定してい
るが、ガードリング４０と接触している点Ｐ２における
温度は曲線４２に示されるように、１０００℃付近まで
しか上昇していないことがわかる。また、曲線４３を参
照すると、経過時間１０〜１１秒においては最大温度差
が５０℃以上にも及んでいることがわかる。

【００４１】以上のことから、熱容量の大きなガードリ
ング４０と接触している部分は、他の部分に比べると加
熱時において温度上昇しにくいため、その結果大きな面
内温度差を招来していることがわかる。

【００４２】図７は、図３に示された本実施の形態１に
係る急速加熱熱処理装置による熱処理の特性を説明する
図である。ここで、図７（ａ）はウェーハ３０の温度の
経時変化を示すグラフであり、図７（ｂ）はウェーハ３
０が装着された本実施の形態に係るガードリング２１を
示す。

【００４３】図７（ｂ）に示されるように、本実施の形
態に係るガードリング２１においては、一例として高さ
Ｈが０．７ｍｍで熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋのシリコン
からなる凸部３５が形成され、該凸部３５の上にウェー
ハ３０が載置される。なお、ガードリング２１の外周部
３２及びステージ３３を形成する炭化珪素（SiC）の熱
伝導率は６０Ｗ／ｍ・Ｋとされる。

【００４４】また、上記凸部３５の上面は、算術平均粗
さＲａを０．３（μｍ）から０．５（μｍ）までの範囲
内のいずれかの値とすると好適であり、例えば０．４
（μｍ）の粗さとするのがより好ましい。なお、上記
「算術平均粗さＲａ」は、該面上における高さの平均値
を基準としたとき、該高さの該平均値からのずれの平均
を示す。

【００４５】ここで、図７（ａ）に示されるグラフは、
図６（ａ）に示されたグラフと同様に、左縦軸がウェー
ハ３０の各点における温度（℃）を示し、右縦軸がウェ
ーハ３０の面内における最大温度差を示し、横軸が熱処
理における経過時間（ｓｅｃ）を示す。そして曲線４４
は、図６（ａ）に示された曲線４１に対応するデータを
示し、曲線４５は図６（ｃ）に示された点Ｐ２に置かれ
た熱電対により測定されたデータを示す。また、曲線４
６はウェーハ３０上に置かれた複数の熱電対により測定
された複数の面内温度における最大温度差を示す。

【００４６】ここで、図７（ａ）に示されるように、経
過時間が２０秒付近において、点Ｐ２の温度は点Ｐ１と
同様におよそ１０５０℃以上まで上昇していることがわ
かる。また曲線４６を参照すると、経過時間が２０秒前
後において最大温度差は３０℃未満に低減されているこ
とがわかる。

【００４７】以上のことから、本実施の形態１に係るガ
ードリング２１によれば、ウェーハ３０がガードリング
２１と接触する部分は、熱伝導率が炭化珪素より低いシ
リコンで形成された凸部３５の上面に制限されるため、
加熱時においてウェーハ３０は熱容量の大きなガードリ
ング２１の影響を受けにくくなり、その結果として面内
温度差は低減されることがわかる。

【００４８】なお、図５に示された構造を有するガード
リング２１の代わりに、図８に示された構造を有するガ
ードリング３７によっても、同様な効果を得ることがで
きる。 ここで、図８に示されたガードリング３７は、
図５に示されたガードリング２１と同様な構成を有する
が、外周部３２に対して一段低いステージ３３は設けら
れず、ドーナツ型のガードリングの表面における同心円
３６上に三つの凸部３５が配設される。なお、図８に示
されたガードリング３７における凸部３５は四つ以上備
えられてもよく、材質や大きさなどについては図５に示
された凸部３５と同様なものとすることができる。

【００４９】また、図８に示されるような凸部３５は、
ガードリング３７に対して一体として形成されるもので
あってもよいし、図９に示されるように、装着されたウ
ェーハ３０を支持するよう保持部５０に対して嵌合され
る別体として構成されるものであってもよい。そして、
このような構成において凸部３５は、例えば熱伝導率が
１．５Ｗ／ｍ・Ｋの石英等、熱伝導率が低い物質により
形成されるのが望ましい。

【００５０】このように、凸部３５を保持部５０に対し
て別体として構成すれば、ガードリング３７を容易に製
造できると共に、凸部３５の材質を用途に応じて容易に
変更できるため、ウェーハ３０に対するガードリング５
０の影響を効果的に抑止し得る汎用性の高いガードリン
グ３７を得ることができ、かつガードリング３７の製造
コストを低減することができる。

【００５１】なお、本実施の形態１においては、図１０
に示されるような構成を有するガードリング３８を用い
てもよい。ここで、図１０（ａ）はガードリング３８の
平面図を示し、図１０（ｂ）はガードリング３８の断面
図を示す。図１０に示されるように、このガードリング
３８においては、内周縁にリング状の凸部（山切りカッ
ト部３９）が一体的に形成される。このような構成を有
するガードリング３８によっても、本実施の形態に係る
上記ガードリングと同様な効果を得ることができる。 ［実施の形態２］図１１は、本発明の実施の形態２に係
るガードリング５２の構成を示す平面図である。図１１
に示されるように、本実施の形態２に係るガードリング
５２は、図５または図８に示された上記実施の形態１に
係るガードリング２１，３７と同様に、中空部３１を有
する外周部３２を備え、さらに、外周部３２にはガード
リング３１の中心へ向かう三つの突設部５５が一体的に
形成される。

【００５２】そして、上記のような構成を有するガード
リング５２においては、破線で示されるように、該中空
部３１に形成された突設部５５の上にウェーハ３０が載
置される。なお、該突設部５５は外周部３２に対し四つ
以上設けてもよい。

【００５３】以上より、本実施の形態２に係るガードリ
ング５２によれば、載置されるウェーハ３０とガードリ
ング５２とは突設部５５のみにおいて接触することとな
るため、両者の接触面積を低減することができる。ま
た、該突設部５５は外周部３２に対して同一平面上に形
成されるため、中空部３１を穿つことによりガードリン
グ５２を容易に製造することができる。 ［実施の形態３］図１２は、本発明の実施の形態３に係
る急速加熱熱処理装置に含まれるウェーハ支持構造を示
す断面図であり、図１３は図１２に示されたウェーハ支
持構造を示す平面図である。

【００５４】図１２及び図１３に示されるように、本実
施の形態３に係る急速加熱熱処理装置においては、ガー
ドリング３７がさらに石英サポートリング６０により支
持されるが、図１３に示されるように、該石英サポート
リング６０には図１１に示されたガードリング５２と同
様な三つの突設部６１が形成される。

【００５５】そして、上記のような構成によってウェー
ハ３０を支持すれば、ガードリング３７を石英サポート
リング６０の三つの突設部６１でのみ外部接触する構造
とすることができるため、ガードリング３７を介したウ
ェーハ３０の放熱量が低減される。

【００５６】なお、上記において突設部６１が四つ以上
形成されてもよいことは、上記実施の形態２に係るガー
ドリング３２と同様である。

【発明の効果】上述の如く、半導体基板を少なくとも三
点で支持する支持手段と、加熱手段が支持手段に装着さ
れた半導体基板を加熱する間、加熱手段に対向する所定
の面内において半導体基板が回転するよう支持手段を回
転させる回転手段とを備えた熱処理装置によれば、加熱
手段による加熱の効果を損なうことなく、加熱された半
導体基板の温度を均一にすることができるため、温度制
御の点で精度の高い熱処理を実現することができる。

【００５７】また、上記少なくとも三点における半導体
基板と支持手段との接触面の大きさがそれぞれ２ｍｍ四
方とされることにより、該半導体基板から流出する熱量
の抑止と回転手段による回転とを同時に実現することが
できるため、精度の高い熱処理を容易に半導体基板に施
すことができる。

【００５８】また、支持手段は、保持部材と、上記少な
くとも三点のそれぞれにおいて支持するよう保持部材に
対して嵌合された支持部材とを含むものとすれば、支持
手段の製造を容易化することができるため、製造コスト
を低減することができる。また、支持部材の材質を任意
に選択できるため、汎用性を高めることができる。

【００５９】また、支持手段は、所定の面内において中
空部に突設された少なくとも三つの突設部が一体として
形成された環状体からなるものとすれば、支持手段を容
易に製造することができるため、製造コストを低減する
ことができる。

【００６０】また、半導体基板を支持する第一の支持手
段と、第一の支持手段を支持する第二の支持手段と、加
熱手段が半導体基板を加熱する間、第二の支持手段を回
転させる回転手段とを備えた熱処理装置によれば、加熱
手段が半導体基板を加熱する場合において、該半導体基
板と接触する第一の支持手段が該半導体基板に与える影
響を少なくすることができると共に、該半導体基板の温
度分布の均一性を向上させることができるため、温度制
御の点で精度の高い熱処理を実現することができる。

【００６１】また、半導体基板を加熱する間、少なくと
も三点で支持された半導体基板を所定の面内において回
転させる熱処理方法によれば、加熱された半導体基板の
温度を均一にした状態において所定の熱処理を行うこと
ができ、該熱処理の精度が高められるため、該熱処理の
信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のガードリングの構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体製造システ
ムの構成を示す平面図である。

【図３】図２に示されたＲＴＰチャンバに含まれる急速
加熱熱処理装置の構成を示す図である。

【図４】図３に示された急速加熱熱処理装置の動作を示
す図である。

【図５】図３に示されたガードリングの構成を示す図で
ある。

【図６】従来のガードリングを用いた急速加熱熱処理装
置の特性を説明する図である。

【図７】図３に示された急速加熱熱処理装置による熱処
理の特性を説明する図である。

【図８】本発明の実施の形態１に係るガードリングの他
の構成を示す図である。

【図９】図８に示されたガードリングの断面構造の一例
を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態１に係るガードリングの
さらに他の構成を示す図である。

【図１１】本発明の実施の形態２に係るガードリングの
構成を示す平面図である。

【図１２】本発明の実施の形態３に係る急速加熱熱処理
装置に含まれるウェーハ支持構造を示す断面図である。

【図１３】図１２に示されたウェーハ支持構造を示す平
面図である。

【符号の説明】

１ 急速加熱熱処理装置 ２ ＲＴＰ（Rapid Thermal Process）チャンバ ３ 搬送チャンバ ５，１７ チャンバ ７ ＣＶＤチャンバ ９ ロードロック室 １０，２１，３７，３８，４０，５２ ガードリング １１ 搬送アーム １５ ハロゲンランプハウス １６ ハロゲンランプ １９ 放射温度計 ２０ 磁石 ２３，６０ 石英サポートリング ２４ 回転部 ２５ 磁性体 ２７ ベアリング ２９ 石英ロッド ３０ ウェーハ ３１ 中空部 ３２ 外周部 ３３ ステージ ３５ 凸部 ３６ 同心円 ３９ 山切りカット部 ４１〜４６ 曲線 ５０ 保持部 ５５，６１ 突設部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 一 成 神奈川県津久井郡城山町町屋１−２−41 東京エレクトロン山梨株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 HA24 HA28 HA29 HA37 HA59 MA04 MA28 MA30 5F045 AA03 DP02 EK11 EM06 EM10 HA25

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装着された半導体基板を加熱する加熱手
   段を含む熱処理装置であって、 前記半導体基板を少なくとも三点で支持する支持手段
   と、 前記加熱手段が前記支持手段に装着された前記半導体基
   板を加熱する間、前記加熱手段に対向する所定の面内に
   おいて前記半導体基板が回転するよう前記支持手段を回
   転させる回転手段とを備えたことを特徴とする熱処理装
   置。
2. 【請求項２】 前記少なくとも三点における前記半導体
   基板と前記支持手段との接触面の大きさは、それぞれ２
   ｍｍ四方とされる請求項１に記載の熱処理装置。
3. 【請求項３】 前記支持手段の高さは、０．１ｍｍから
   ２．０ｍｍまでの範囲内におけるいずれかの値とされる
   請求項１に記載の熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記少なくとも三点における前記半導体
   基板と前記支持手段との接触面の粗さは、算術平均粗さ
   が０．３μｍから０．５μｍまでの範囲内におけるいず
   れかの値とされる請求項１に記載の熱処理装置。
5. 【請求項５】 前記支持手段は、 前記半導体基板を保持する保持部材と、 前記半導体基板を前記少なくとも三点のそれぞれにおい
   て支持するよう前記保持部材に対して嵌合された支持部
   材とを含む請求項１に記載の熱処理装置。
6. 【請求項６】 前記支持手段は、前記半導体基板の面積
   以上の大きさを有する中空部が穿設され、所定の面内に
   おいて前記中空部に突設された少なくとも三つの突設部
   が一体として形成された環状体からなる請求項１に記載
   の熱処理装置。
7. 【請求項７】 装着された半導体基板を加熱する加熱手
   段を含む熱処理装置であって、 前記加熱手段が前記半導体基板を加熱する間において、
   前記半導体基板を支持する第一の支持手段と、 前記第一の支持手段を支持する第二の支持手段と前記加
   熱手段が前記第一の支持手段に装着された前記半導体基
   板を加熱する間、前記加熱手段に対向する所定の面内に
   おいて前記半導体基板が回転するよう前記第二の支持手
   段を回転させる回転手段とを備えたことを特徴とする熱
   処理装置。
8. 【請求項８】 装着された半導体基板を加熱して所定の
   熱処理を行う熱処理方法であって、 前記半導体基板を少なくとも三点で支持すると共に、前
   記半導体基板を加熱する間、前記少なくとも三点で支持
   された前記半導体基板を所定の面内において回転させる
   ステップを有することを特徴とする熱処理方法。
9. 【請求項９】 前記ステップにおける前記半導体基板の
   回転速度は、２００（min^−１）以下とされる請求項８
   に記載の熱処理方法。