JP2002217110A - Heating apparatus and semiconductor manufacturing apparatus using the same - Google Patents
Heating apparatus and semiconductor manufacturing apparatus using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は加熱装置及びこれを
用いた半導体製造装置に係り、特に、処理チャンバ内に
配置された被加熱体を均等に加熱するための加熱装置及
びこれを用いたエピキシャル成長装置等の半導体製造装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating apparatus and a semiconductor manufacturing apparatus using the same, and more particularly, to a heating apparatus for uniformly heating an object to be heated disposed in a processing chamber and an epitaxial apparatus using the same. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus such as a growth apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エピタキシャル成長装置や高速熱処理装
置といった半導体製造装置では、処理チャンバ内に配置
されたウェハを高温に加熱するための加熱装置が用いら
れている。上記半導体製造装置では、ウェハの加熱が不
均一であると、ウェハに形成される薄膜の厚さや抵抗率
といった電気的特性も不均一になる。従って、上記半導
体製造装置では被加熱体を均一に加熱することができる
加熱装置が要望されている。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing apparatus such as an epitaxial growth apparatus or a high-speed heat treatment apparatus, a heating apparatus for heating a wafer disposed in a processing chamber to a high temperature is used. In the semiconductor manufacturing apparatus, when the heating of the wafer is not uniform, the electrical characteristics such as the thickness and the resistivity of the thin film formed on the wafer are also uneven. Therefore, in the above-mentioned semiconductor manufacturing apparatus, there is a demand for a heating apparatus capable of uniformly heating the object to be heated.
【０００３】図１１は従来の加熱装置の一例を示す。こ
の加熱装置５０は被加熱体Ｗが配置される処理チャンバ
５２と、この処理チャンバ５２の上部を覆う上部ケーシ
ング５４とを備えている。処理チャンバ１２内には被加
熱体を載置するためのサセプタ（載置台）５６が設けら
れている。このサセプタ５６と対向する上部ケーシング
５４の上部には、サセプタ５６上に載置された被加熱体
Ｗを加熱するため複数の加熱ランプが放射状に配置され
ている。この加熱ランプは被加熱体Ｗの内側（中心側）
領域を加熱するための内側加熱ランプ５８inと、被加熱
体の外側（縁側）領域を加熱するための外側加熱ランプ
５８outとから構成されている。FIG. 11 shows an example of a conventional heating device. The heating device 50 includes a processing chamber 52 in which the object to be heated W is disposed, and an upper casing 54 that covers an upper portion of the processing chamber 52. A susceptor (mounting table) 56 for mounting the object to be heated is provided in the processing chamber 12. A plurality of heating lamps are radially arranged on the upper portion of the upper casing 54 facing the susceptor 56 to heat the object W placed on the susceptor 56. This heating lamp is located inside (at the center of) the object W to be heated.
An inner heating lamp 58in for heating the area and an outer heating lamp 58out for heating the outer (edge) area of the object to be heated are provided.
【０００４】各加熱ランプ５８in、５８outの上方に
は、加熱ランプから上方に放射された熱を被加熱体Ｗに
反射するための反射鏡６０ａ、６０ｂが設けられてい
る。この反射鏡６０ａ、６０ｂは、それぞれ、内側加熱
ランプ５８in及び外側加熱ランプ５８outから放射され
た熱を被加熱体Ｗの内側領域及び外側領域に反射させ
る。上部ケーシング５４の上面中央には被加熱体からの
熱放射エネルギーを受けて被加熱体の表面温度を測定す
るパイロメータ（非接触型熱電対温度計）６２が設けら
れている。Above the heating lamps 58in and 58out, there are provided reflecting mirrors 60a and 60b for reflecting heat radiated upward from the heating lamps to the object to be heated W. The reflecting mirrors 60a and 60b reflect the heat radiated from the inner heating lamp 58in and the outer heating lamp 58out to the inner region and the outer region of the heated object W, respectively. At the center of the upper surface of the upper casing 54, a pyrometer (non-contact thermocouple thermometer) 62 for receiving the heat radiation energy from the object to be heated and measuring the surface temperature of the object to be heated is provided.
【０００５】加熱ランプ５８in、５８outの内側には、
加熱ランプ５８in、５８outから放射された熱が直接パ
イロメータ６２に入射されるのを防止すると共に、加熱
ランプ５８in、５８outから発せられた熱を被加熱体Ｗ
に反射させるための反射シールド部材６４が設られてい
る。この反射シールド部材６４は、図１２に示されるよ
うに、パイロメータ６２を包囲する円筒部６４ａと、こ
の円筒部６４ａの下端から円筒部６４ａの半径方向内側
に向かって傾斜するテーパー部６４ｂとを備えている。[0005] Inside the heating lamps 58in and 58out,
The heat radiated from the heating lamps 58in and 58out is prevented from being directly incident on the pyrometer 62, and the heat generated from the heating lamps 58in and 58out is transferred to the object W to be heated.
There is provided a reflection shield member 64 for reflecting light. As shown in FIG. 12, the reflection shield member 64 includes a cylindrical portion 64a surrounding the pyrometer 62, and a tapered portion 64b inclined from a lower end of the cylindrical portion 64a toward a radial inside of the cylindrical portion 64a. ing.
【０００６】上記の加熱装置５０においては、被加熱体
Ｗはサセプタ５６に載置され、各加熱ランプ５８in、５
８outが点灯される。これによって、各加熱ランプ５８i
n、５８outから発せられた熱は各加熱ランプ５８in、５
８outの直下位置を中心として放射されると共に、加熱
ランプ５８in、５８outから上方に放射された熱は反射
鏡６０ａ、６０ｂで反射されて被加熱体Ｗに照射され
る。このとき、反射シールド部材６４の下部にはテーパ
ー部６４ｂが形成されているので、内側加熱ランプ５８
inから被加熱体Ｗの内側領域に向かう熱が反射シールド
部材６４により遮断されることがない。In the heating device 50, the object to be heated W is placed on the susceptor 56, and the heating lamps 58in,
8 out is turned on. Thereby, each heating lamp 58i
The heat generated from n, 58out is applied to each heating lamp 58in, 5
The heat radiated around the position immediately below 8out as a center and the heat radiated upward from the heating lamps 58in and 58out are reflected by the reflecting mirrors 60a and 60b and radiated to the object to be heated W. At this time, since the tapered portion 64b is formed below the reflection shield member 64, the inner heating lamp 58 is formed.
The heat from in to the inner region of the object to be heated W is not blocked by the reflection shield member 64.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の加熱装
置５０では、各加熱ランプ５８in、５８outから発せら
れた熱が照射される被加熱体Ｗの領域は反射鏡６０ａ、
６０ｂによりある程度制御されているものの、被加熱体
Ｗの内側領域では内側加熱ランプ５８inと外側加熱ラン
プ５８outから発せられた熱が重なり合ってしまうこと
がある。その結果、被加熱体Ｗの内側領域の加熱が外側
領域に比べて促進され、被加熱体全域を均一に加熱する
ことが困難になる。従って、このような加熱装置を半導
体製造装置に用いると、被加熱体であるウェハの表面に
形成される薄膜の厚さは、ウェハの内側領域では厚く、
外側領域では薄くなってしまう。However, in the above-described heating device 50, the area of the object to be heated W to which the heat generated from each of the heating lamps 58in and 58out is irradiated is the reflecting mirror 60a.
Although controlled to some extent by 60b, the heat generated from the inner heating lamp 58in and the outer heating lamp 58out may overlap in the inner region of the heated object W. As a result, the heating of the inner region of the heated object W is promoted as compared with the outer region, and it becomes difficult to uniformly heat the entire heated object region. Therefore, when such a heating apparatus is used in a semiconductor manufacturing apparatus, the thickness of a thin film formed on the surface of a wafer to be heated is large in an inner region of the wafer,
It becomes thin in the outer region.
【０００８】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、被加熱体を均一に加熱することが
可能な加熱装置及びこのような加熱装置を用いることに
よりウェハに膜厚及び抵抗率といった電気的特性の均一
性が高い薄膜を形成することが可能な半導体製造装置を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a heating device capable of uniformly heating an object to be heated, and a film thickness and a wafer formed on a wafer by using such a heating device. An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of forming a thin film having high uniformity of electrical characteristics such as resistivity.
【０００９】[0009]
【課題を解決しようとするための手段】上記の目的を達
成するため、本発明の加熱装置は、被加熱体が配置され
る処理チャンバと、処理チャンバの上部を塞ぐ上部ケー
シングと、被加熱体の内側領域を加熱する内側加熱手段
と被加熱体の外側領域を加熱する外側加熱手段を含み、
上部ケーシングに被加熱体と対向して放射状に配置され
た複数の加熱手段と、加熱手段の内側に配置され、加熱
手段からの熱が内部に直接入射されないように遮断する
と共に、加熱手段からの熱を前記被加熱体に反射させる
ための筒状の反射シールド部材を備え、反射シールド部
材は内側加熱手段に対向する部分の下端に内側加熱手段
から被加熱体の内側領域に向かう熱が遮断されないよう
にするため被加熱体の内側方向に傾斜する傾斜部を有し
ていると共に、外側加熱手段に対向する部分の下端には
外側加熱手段から被加熱体の内側領域に向かう熱を遮断
するための遮断部を有しているように構成した。In order to achieve the above-mentioned object, a heating apparatus according to the present invention comprises a processing chamber in which an object to be heated is disposed, an upper casing for closing an upper portion of the processing chamber, and a heating object. Including inner heating means for heating the inner area of the outside and outer heating means for heating the outer area of the object to be heated,
A plurality of heating means arranged radially opposite the body to be heated in the upper casing, and arranged inside the heating means, so as to block heat from the heating means from directly entering the inside, and A cylindrical reflecting shield member for reflecting heat to the object to be heated, wherein the reflecting shield member does not block heat from the inner heating unit toward the inner region of the object to be heated at a lower end of a portion facing the inner heating unit; In order to cut off heat from the outer heating means toward the inner region of the heated body, the lower end of the portion facing the outer heating means has an inclined portion inclined in the inward direction of the heated body. It was constituted so that it might have the interruption part of.
【００１０】本発明の加熱装置によれば、反射シールド
部材の内側加熱手段に対向する部分の下端には傾斜部が
形成されているので、内側加熱手段から被加熱体の内側
領域に向かう熱が反射シールド部材により遮断されるこ
とがない。また、外側加熱手段に対向する部分の下端に
は遮断部が形成されているので、外側加熱手段から被加
熱体の内側領域に向う熱は遮断され、内側領域の加熱が
抑制される。従って、被加熱体の内側領域の加熱のみが
促進されるという従来の加熱装置の課題を解決し、被加
熱体を均一に加熱することが可能になる。According to the heating device of the present invention, the inclined portion is formed at the lower end of the portion of the reflection shield member facing the inner heating means, so that heat directed from the inner heating means to the inner area of the object to be heated is reduced. There is no interruption by the reflection shield member. Further, since a cutoff portion is formed at the lower end of the portion facing the outer heating means, heat from the outer heating means toward the inner region of the object to be heated is blocked, and heating of the inner region is suppressed. Therefore, it is possible to solve the problem of the conventional heating device in which only the heating of the inner region of the object to be heated is promoted, and to uniformly heat the object to be heated.
【００１１】また、本発明の半導体製造装置は、ウェハ
を保持する保持部材が設けられた処理チャンバと、処理
チャンバの上部を塞ぐ上部ケーシングと、ウェハの内側
領域を加熱する内側加熱手段とウェハの外側領域を加熱
する外側加熱手段を含み、上部ケーシングにウェハと対
向して放射状に配置された複数の上部加熱手段と、ウェ
ハの表面温度を測定する温度計と、加熱手段の内側に配
置され、加熱手段からの熱が温度計に直接入射されない
ように遮断すると共に、加熱手段からの熱をウェハに反
射させる筒状の反射シールド部材を備え、反射シールド
部材の内側加熱手段に対向する部分の下端には内側加熱
手段からウェハの内側領域に向かう熱が遮断されないよ
うにするためウェハの内側方向に傾斜する傾斜部を有し
ていると共に、外側加熱手段に対向する部分の下端には
外側加熱手段からウェハの内側領域に向かう熱を遮断す
るための遮断部を有しているように構成した。本発明の
半導体製造装置によれば、ウェハを均一に加熱すること
ができるので、ウェハに膜厚及び抵抗率等の電気的特性
の均一性が高い薄膜を形成することが可能になる。Further, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention has a processing chamber provided with a holding member for holding a wafer, an upper casing for closing an upper portion of the processing chamber, an inner heating means for heating an inner region of the wafer, and a wafer heater. Including an outer heating means for heating the outer region, a plurality of upper heating means radially arranged opposite the wafer in the upper casing, a thermometer for measuring the surface temperature of the wafer, and arranged inside the heating means, A lower end of a portion of the reflection shield member facing the inner heating means, which is provided with a cylindrical reflection shield member for blocking heat from the heating means from being directly incident on the thermometer and reflecting the heat from the heating means to the wafer. Has an inclined portion which is inclined inwardly of the wafer so that heat directed from the inner heating means toward the inner region of the wafer is not interrupted. The lower end of the portion facing the heating means is constructed as a blocking portion for blocking the heat directed from the outer heating means in the inner area of the wafer. According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, since the wafer can be heated uniformly, it is possible to form a thin film having high uniformity of electrical characteristics such as film thickness and resistivity on the wafer.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明に係る加熱装
置１０を示す。この加熱装置１０は石英ガラス等の耐熱
性材料で形成された処理チャンバ１２と、処理チャンバ
１２の上部を覆う上部ケーシング１４を備えている。処
理チャンバ１２内には被加熱体Ｗが載置されるサセプタ
１６が設けられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a heating device 10 according to the present invention. The heating device 10 includes a processing chamber 12 formed of a heat-resistant material such as quartz glass, and an upper casing 14 that covers an upper portion of the processing chamber 12. A susceptor 16 on which the object to be heated W is placed is provided in the processing chamber 12.
【００１３】このサセプタ１６と対向する上部ケーシン
グ１４の上部には、図１及び図２に示されるように、サ
セプタ１６上に載置された被加熱体Ｗを加熱するため複
数の加熱ランプが放射状に配置された加熱ランプ群２０
が設けられている。この加熱ランプ群２０は被加熱体の
内側（中心側）領域を加熱するための内側加熱ランプ１
８inと、被加熱体の外側（縁側）領域を加熱するための
外側加熱ランプ１８outとを備えている。このような加
熱ランプ１８in、１８outとしては、例えば、赤外ラン
プや遠赤外線ランプのようなハロゲンランプを用いるこ
とができる。As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a plurality of heating lamps for heating the object to be heated W mounted on the susceptor 16 are arranged radially on an upper portion of the upper casing 14 opposed to the susceptor 16. Heating lamp group 20 arranged in
Is provided. The heating lamp group 20 includes an inner heating lamp 1 for heating an inner (center side) region of the object to be heated.
8in, and an outer heating lamp 18out for heating an outer (edge) region of the object to be heated. As such heating lamps 18in and 18out, for example, halogen lamps such as infrared lamps and far infrared lamps can be used.
【００１４】これらの加熱ランプ１８in、１８outは、
例えば、２個の内側加熱ランプ１８inと３個の外側加熱
ランプ１８outが交互に配列されるというように所定の
順序で配置される。また、この内側加熱ランプ１８inと
外側加熱ランプ１８outの加熱パワ−はそれぞれ別個に
調節することができる。These heating lamps 18in and 18out are
For example, two inner heating lamps 18in and three outer heating lamps 18out are arranged in a predetermined order such that they are alternately arranged. The heating power of the inner heating lamp 18in and the heating power of the outer heating lamp 18out can be adjusted separately.
【００１５】各加熱ランプ１８の上方には、加熱ランプ
１８から上方に放射された熱を被加熱体Ｗに反射するた
めの反射鏡２２ａ、２２ｂが形成されている。この反射
鏡２２ａ、２２ｂは、それぞれ内側加熱ランプ１８in及
び外側加熱ランプ１８outから上方に放射された熱を被
加熱体Ｗの内側領域及び外側領域にのみ反射させること
ができる。上部ケーシング１４の上面中央には被加熱体
Ｗからの熱放射エネルギを受けて被加熱体Ｗの表面温度
を測定するパイロメータ２４が設けられている。Above each heating lamp 18, reflecting mirrors 22a and 22b for reflecting heat radiated upward from the heating lamp 18 to the object to be heated W are formed. The reflecting mirrors 22a and 22b can reflect the heat radiated upward from the inner heating lamp 18in and the outer heating lamp 18out only to the inner area and the outer area of the object W to be heated. At the center of the upper surface of the upper casing 14, a pyrometer 24 that receives the heat radiation energy from the heated object W and measures the surface temperature of the heated object W is provided.
【００１６】加熱用ランプ群２０の内側には、加熱ラン
プ１８in、１８outから放射された熱が直接パイロメー
タ２４に入射されないようにすると共に、加熱ランプ１
８in、１８outから放射された熱を被加熱体Ｗに反射す
るための反射シールド部材２６が設られている。この反
射シールド部材２６は、図３に示されるように、パイロ
メーター２４を包囲する円筒部２６ａと、この円筒部２
６ａの上端から半径方向外側に向かって突出するフラン
ジ部２６ｂと、円筒部２６ａの下端から円筒部２６ａと
同一面を形成するように垂下している垂下部２６ｃと、
円筒部２６ａの下端からその半径方向内側に向かって傾
斜している傾斜部２６ｄとを備えている。この反射シー
ルド部材２６の表面には加熱ランプ１８in、１８outか
ら放射された熱を反射させるため金メッキ等の反射膜が
形成されている。Inside the heating lamp group 20, heat radiated from the heating lamps 18in and 18out is prevented from directly entering the pyrometer 24, and the heating lamp 1
A reflection shield member 26 for reflecting the heat radiated from the 8 in and 18 out to the object to be heated W is provided. As shown in FIG. 3, the reflection shield member 26 includes a cylindrical portion 26a surrounding the pyrometer 24, and a cylindrical portion 2a.
A flange portion 26b protruding radially outward from the upper end of 6a; a hanging portion 26c hanging from the lower end of the cylindrical portion 26a so as to form the same plane as the cylindrical portion 26a;
An inclined portion 26d inclined from the lower end of the cylindrical portion 26a toward the inside in the radial direction is provided. On the surface of the reflection shield member 26, a reflection film such as gold plating is formed to reflect the heat radiated from the heating lamps 18in and 18out.
【００１７】この反射シールド部材２６は、図２に示さ
れるように、内側加熱ランプ１８inに対向する部分の下
端が傾斜部２６ｄとなり、外側加熱ランプ１８outに対
向する部分の下端が垂下部２６ｃとなるように配置され
る。このとき、円筒部２６ａ、垂下部２６ｃ及び傾斜部
２６ｄの長さ並びに垂下部２６ｃと傾斜部２６ｄのなす
角度は、内側加熱ランプ１８in及び外側加熱ランプ１８
outから発せられた熱がそれぞれ被加熱体Ｗの内側領域
及び外側領域にのみ照射されるように調整される。As shown in FIG. 2, the lower end of the portion facing the inner heating lamp 18in is an inclined portion 26d, and the lower end of the portion facing the outer heating lamp 18out is a hanging portion 26c, as shown in FIG. Are arranged as follows. At this time, the lengths of the cylindrical portion 26a, the hanging portion 26c, and the inclined portion 26d, and the angle between the hanging portion 26c and the inclined portion 26d are determined by the inner heating lamp 18in and the outer heating lamp 18
The heat generated from out is adjusted so as to be applied only to the inner region and the outer region of the heated object W, respectively.
【００１８】このような反射シールド部材２６は、例え
ば、図４に示されるように、円筒部２６ａの下端に形成
された切欠部に、接合部２８ａとこの接合部と所定角度
をなす傾斜部２６ｄとを有する傾斜部形成部材２８を接
合することにより形成することができる。この場合、図
５に示されるように、接合部２８ａと円筒部２６ａとの
間に角度調節部材３０を挿入することにより、傾斜部２
６ｄと円筒部２６ａとのなす角度をある程度調節するこ
とが可能になる。また、円筒部の下端から垂直方向に切
込みを形成し、切込みの間の部分を内側に折り曲げて傾
斜部２６ｄとしたり、或いは、図１２に示される従来の
反射シールド部材６４のテーパー部６４ｂに切込みを形
成し、切込みの間の部分を外側に折り曲げて垂下部２６
ｃとすることにより形成することもできる。As shown in FIG. 4, for example, as shown in FIG. 4, a notch formed at the lower end of the cylindrical portion 26a has a joining portion 28a and an inclined portion 26d forming a predetermined angle with the joining portion. It can be formed by joining the inclined portion forming member 28 having In this case, as shown in FIG. 5, by inserting the angle adjusting member 30 between the joint portion 28a and the cylindrical portion 26a, the inclined portion 2
The angle between 6d and the cylindrical portion 26a can be adjusted to some extent. Also, a cut is formed in the vertical direction from the lower end of the cylindrical portion, and the portion between the cuts is bent inward to form an inclined portion 26d, or a cut is made in the tapered portion 64b of the conventional reflective shield member 64 shown in FIG. Is formed, and the portion between the cuts is bent outward to form the hanging portion 26
It can also be formed by setting c.
【００１９】反射シールド部材２６は上部ケーシング１
４の側壁に設けられた支持部材３２により支持されてい
る。この支持部材３２は、中心に円筒部２６ａより大き
くフランジ部２６ｂより小さな径の中心穴が形成された
リング状の形状を有している。反射シールド部材２６
は、フランジ部２６ｂが支持部材３２の上面に位置し、
円筒部２６ａ以下が支持部材３２の中心穴から吊り下げ
られた状態で支持される。The reflection shield member 26 is provided on the upper casing 1.
4 is supported by a support member 32 provided on the side wall. The support member 32 has a ring-like shape in which a center hole having a diameter larger than the cylindrical portion 26a and smaller than the flange portion 26b is formed at the center. Reflection shield member 26
The flange portion 26b is located on the upper surface of the support member 32,
The portion below the cylindrical portion 26a is supported while being suspended from the center hole of the support member 32.
【００２０】支持部材には３個の固定ネジ３４が等間隔
で固着されており、フランジ部２６ｂには固定ネジ３４
が挿入される３個のネジ穴が等間隔で形成されている。
そして、反射シールド部材２６は、図６に示されるよう
に、フランジ部２６ｂが固定ネジ３４に止められたナッ
ト３６の間に挟まれた状態で固定される。これによっ
て、ナット３６を回転して上下に移動させることによ
り、被加熱体Ｗに対する反射シールド部材２６の高さを
調節することができる。Three fixing screws 34 are fixed to the support member at equal intervals, and the fixing screws 34 are fixed to the flange 26b.
Are formed at regular intervals.
Then, as shown in FIG. 6, the reflection shield member 26 is fixed in a state where the flange portion 26 b is sandwiched between the nuts 36 fixed to the fixing screws 34. Thus, the height of the reflection shield member 26 with respect to the object to be heated W can be adjusted by rotating and moving the nut 36 up and down.
【００２１】上記の加熱装置１０により被加熱体Ｗが加
熱される場合、被加熱体Ｗはサセプタ１６に載置され、
各加熱ランプ１８in、１８outが点灯される。これによ
って、各加熱ランプ１８から発せられた熱は各加熱ラン
プ１８in、１８outの直下位置を中心として放射される
と共に、加熱ランプ１８in、１８outから上方に放射さ
れた熱は反射鏡２２ａ、２２ｂで反射されて被加熱体Ｗ
に照射される。When the object to be heated W is heated by the heating device 10, the object to be heated W is placed on the susceptor 16,
Each of the heating lamps 18in and 18out is turned on. As a result, the heat emitted from each heating lamp 18 is radiated around the position directly below each heating lamp 18in, 18out, and the heat radiated upward from the heating lamps 18in, 18out is reflected by the reflecting mirrors 22a, 22b. Heated object W
Is irradiated.
【００２２】このとき、本発明に係る加熱装置１０によ
れば、反射シールド部材１６の内側加熱ランプ１８inに
対向する部分の下端が傾斜部２６ｄとなっているので、
内側加熱ランプ１８inから被加熱体Ｗの内側領域に向か
う熱が反射シールド部材２６により遮断されることがな
い。また、外側加熱ランプ１８outに対向する部分の下
端は垂下部１８ｃとなっているので、外側加熱ランプ１
８outから被加熱体Ｗの内側領域に向う熱は垂下部１８
ｃにより遮断され、被加熱体Ｗの外側領域に向うように
なる。このため、被加熱体Ｗの内側領域での加熱が抑制
され、外側領域の加熱が促進される。従って、被加熱体
Ｗの内側領域の加熱のみが促進されるという従来の加熱
装置の課題を解決することができる。At this time, according to the heating device 10 of the present invention, since the lower end of the portion of the reflection shield member 16 facing the inner heating lamp 18in is the inclined portion 26d,
The heat from the inner heating lamp 18 in toward the inner region of the object to be heated W is not blocked by the reflection shield member 26. Also, since the lower end of the portion facing the outer heating lamp 18out is a hanging portion 18c, the outer heating lamp 1
Heat from 8out toward the inner area of the object to be heated W is drooping 18
c, and is directed to the outer region of the object to be heated W. For this reason, heating in the inner region of the object to be heated W is suppressed, and heating in the outer region is promoted. Therefore, it is possible to solve the problem of the conventional heating device in which only the heating of the inner region of the object to be heated W is promoted.
【００２３】また、被加熱体Ｗに対する反射シールド部
材２６の高さを調節可能としたので、各加熱ランプ１８
in、１８outから放射される熱が被加熱体Ｗを照射する
領域を適宜調節することができる。更に、内側加熱ラン
プ１８inと外側加熱ランプ１８outの加熱パワ−をそれ
ぞれ独立して調節できるようにしたので、被加熱体Ｗの
内側領域及び外側領域に照射される熱エネルギーを個別
に設定することができる。従って、本発明に係る加熱装
置１０によれば、被加熱体Ｗの全域に渡って均一に加熱
することが可能になる。Also, since the height of the reflection shield member 26 with respect to the object to be heated W can be adjusted, each heating lamp 18 can be adjusted.
The region where the heat radiated from in and 18out irradiates the object to be heated W can be appropriately adjusted. Furthermore, since the heating power of the inner heating lamp 18in and the heating power of the outer heating lamp 18out can be adjusted independently, it is possible to individually set the heat energy applied to the inner region and the outer region of the heated object W. it can. Therefore, according to the heating device 10 of the present invention, it is possible to uniformly heat the whole of the object to be heated W.
【００２４】次に、上述した加熱装置を用いた半導体製
造装置について説明する。以下の説明では、既に説明し
た構成と同一のものには同一の参照番号を付し、詳細な
説明は省略する。図７は本発明に係るエピタキシャル成
長装置４０を示す。このエピタキシャル成長装置４０は
被加熱体としてのウェハWを一枚ずつ処理する牧葉式で
あり、処理チャンバ１２と、処理チャンバ１２の上部を
覆う上部ケーシング１４と、処理チャンバ１２の下方に
位置する下部ケーシング４２とを備えている。Next, a semiconductor manufacturing apparatus using the above-described heating device will be described. In the following description, the same components as those already described are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted. FIG. 7 shows an epitaxial growth apparatus 40 according to the present invention. The epitaxial growth apparatus 40 is of a foliage type in which wafers W as objects to be heated are processed one by one. The processing chamber 12, an upper casing 14 that covers an upper part of the processing chamber 12, and a lower part that is located below the processing chamber 12. And a casing 42.
【００２５】処理チャンバ１２内にはウェハWを支持す
るためのサセプタ１６が配置されており、このサセプタ
１６は支持シャフト４４により支持されている。処理チ
ャンバ１２の側部には処理ガスの導入口４６が形成さ
れ、これに対向する位置には排気口４８が形成されてい
る。上部ケーシング１４内には、図１に示される本発明
の加熱装置１０が設けられている。また、下部ケーシン
グ４２内には、図１１に示される従来の加熱装置５０が
上下を逆にして設けられている。この下部ケーシング４
２に設けられている加熱装置５０は、サセプタ１６を介
してウェハWを裏面から加熱する。A susceptor 16 for supporting the wafer W is disposed in the processing chamber 12, and the susceptor 16 is supported by a support shaft 44. A processing gas inlet 46 is formed on a side portion of the processing chamber 12, and an exhaust port 48 is formed at a position facing the processing gas inlet 46. In the upper casing 14, a heating device 10 of the present invention shown in FIG. 1 is provided. A conventional heating device 50 shown in FIG. 11 is provided upside down in the lower casing 42. This lower casing 4
The heating device 50 provided in the second unit 2 heats the wafer W from the back surface via the susceptor 16.
【００２６】このエピタキシャル成長装置４０では、各
加熱装置１０、５０の加熱パワー及び各加熱装置１０、
５０における内側加熱ランプ１８in、５８inと外側加熱
ランプ１８out、５８outの加熱パワーは独立して調節で
きるように構成されている。また、本発明に係るエピタ
キシャル成長装置においては、図８に示されるように、
上部ケーシング及び下部ケーシングの双方に本発明の加
熱装置１０を設けてもよい。In this epitaxial growth apparatus 40, the heating power of each heating apparatus 10, 50 and the heating power of each heating apparatus 10, 50
The heating power of the inner heating lamps 18in and 58in and the outer heating lamps 18out and 58out in 50 is configured to be independently adjustable. Further, in the epitaxial growth apparatus according to the present invention, as shown in FIG.
The heating device 10 of the present invention may be provided on both the upper casing and the lower casing.
【００２７】以上のように構成したエピタキシャル成長
装置１０では、サセプタ１６上にウェハWが載置された
後、各加熱ランプ１８in、１８out、５８in、５８outが
点灯され、ウェハWは表裏両面から加熱される。これと
共に、排気口４８から排気を行ないながらトリクロロシ
ラン（ＳｉＨＣｌ３）やジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ
２）等の処理ガスが導入口４６から導入される。これに
よって、加熱されたウェハＷの表面に沿って処理ガスが
層流状態で流れ、ウェハＷ上にシリコン単結晶がエピタ
キシャル成長する。In the epitaxial growth apparatus 10 configured as described above, after the wafer W is placed on the susceptor 16, the heating lamps 18in, 18out, 58in, and 58out are turned on, and the wafer W is heated from both front and back surfaces. . At the same time, trichlorosilane (SiHCl 3 ) and dichlorosilane (SiH 2 Cl
A processing gas such as 2 ) is introduced from the inlet 46. As a result, the processing gas flows in a laminar state along the surface of the heated wafer W, and a silicon single crystal grows epitaxially on the wafer W.
【００２８】本発明に係るエピタキシャル成長装置４０
によれば、サセプタ１６上に載置されたウェハＷを均一
に加熱することができるので、ウェハＷ表面の膜厚及び
抵抗率の電気的特性の均一性が高い半導体ウェハを製造
することが可能になる。本発明は上述した実施の形態に
限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で
適宜変更して実施することが可能である。例えば、本発
明に係る加熱装置１０はエピタキシャル成長装置に限ら
ず、熱ＣＶＤ装置や高速熱処理アニール装置等被加熱体
を加熱するものに使用可能である。The epitaxial growth apparatus 40 according to the present invention
According to the method, the wafer W placed on the susceptor 16 can be uniformly heated, so that it is possible to manufacture a semiconductor wafer having high uniformity of the electrical characteristics of the film thickness and the resistivity of the surface of the wafer W. become. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the spirit of the present invention. For example, the heating device 10 according to the present invention is not limited to an epitaxial growth device, and can be used for heating a body to be heated such as a thermal CVD device or a high-speed heat treatment annealing device.
【００２９】[0029]
【実施例】本発明に係るエピタキシャル成長装置の具体
的実施例について説明する。本実施例では、エピタキシ
ャル成長装置としては、基本的には、アプライドマテリ
アルズ社から製品面「Ｅｐｉ Ｃｅｎｔｕｒａ」として
販売されているものを用いた。そして、図７に示される
ように、上部ケーシング１４内には本発明に係る加熱装
置１０を設置し、下部ケーシング４２内には従来の加熱
装置５０を設置した。EXAMPLES Specific examples of the epitaxial growth apparatus according to the present invention will be described. In this embodiment, as the epitaxial growth apparatus, basically, an apparatus sold as a product surface “Epi Centura” by Applied Materials, Inc. was used. Then, as shown in FIG. 7, the heating device 10 according to the present invention was installed in the upper casing 14, and the conventional heating device 50 was installed in the lower casing 42.
【００３０】そして、表１に示されるように、上部ケー
シングに設けられた反射シールド部材のウェハに対する
高さ、各加熱装置の加熱パワー及び各加熱装置での内部
加熱ランプと外部加熱ランプの加熱パワーを調節し、通
常のエピタキシャル成長プロセスに従ってウェハ上にシ
リコン単結晶をエピタキシャル成長させて、シリコン薄
膜を形成した。そして、得られたウェハの抵抗率を測定
した。尚、反射シールド部材の高さは「Ｅｐｉ Ｃｅｎ
ｔｕｒａ」で固定されている反射シールド部材の高さを
標準とした相対値で表す。Then, as shown in Table 1, the height of the reflection shield member provided on the upper casing with respect to the wafer, the heating power of each heating device, and the heating power of the internal heating lamp and the external heating lamp in each heating device. Was adjusted, and a silicon single crystal was epitaxially grown on a wafer according to a normal epitaxial growth process to form a silicon thin film. Then, the resistivity of the obtained wafer was measured. The height of the reflection shield member is "Epi Cen
The height of the reflection shield member fixed by “tura” is represented by a relative value as a standard.
【００３１】[0031]
【表１】 [Table 1]
【００３２】結果を図９及び図１０に示す。図９は、上
部加熱装置と下部加熱装置の加熱パワー及び各加熱装置
での内部加熱ランプと外部加熱ランプの加熱パワーを固
定し、反射シールド部材の高さを変動させてシリコン薄
膜を形成した場合を示す。図１０は、反射シールド部材
の高さを＋２０ｍｍに固定し、上部加熱装置と下部加熱
装置の加熱パワー及び各加熱装置での内部加熱ランプと
外部加熱ランプの加熱パワーを変動させてシリコン薄膜
を形成した場合を示す。以上の結果から、本発明に係る
加熱装置をエピタキシャル成長装置に用いることによ
り、抵抗率の均一性が高いシリコン薄膜を形成できるこ
とが明らかになった。The results are shown in FIG. 9 and FIG. FIG. 9 shows a case where the heating power of the upper heating device and the lower heating device and the heating power of the internal heating lamp and the external heating lamp in each heating device are fixed, and the height of the reflection shield member is changed to form a silicon thin film. Is shown. FIG. 10 shows that the height of the reflection shield member is fixed at +20 mm, and the heating power of the upper heating device and the lower heating device and the heating power of the internal heating lamp and the external heating lamp in each heating device are varied to form a silicon thin film. The following shows the case. From the above results, it has been clarified that a silicon thin film having high uniformity in resistivity can be formed by using the heating apparatus according to the present invention in an epitaxial growth apparatus.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の加熱装置によれば、反射シールド部材の内側加熱手段
に対向する部分の下端に傾斜部を形成したことにより、
内側加熱手段から被加熱体の内側領域に向かう熱が反射
シールド部材により遮断されるのが防止される。また、
外側加熱手段に対向する部分の下端に遮断部を形成した
ことにより、外側加熱手段から被加熱体の内側領域に向
う熱は遮断され、内側領域の加熱が抑制される。従っ
て、被加熱体の内側領域の加熱のみが促進されることが
なく、被加熱体を均一に加熱することができる。As is apparent from the above description, according to the heating device of the present invention, the inclined portion is formed at the lower end of the portion of the reflection shield member facing the inner heating means.
Heat from the inner heating means toward the inner region of the object to be heated is prevented from being blocked by the reflection shield member. Also,
By forming the cutoff portion at the lower end of the portion facing the outer heating means, heat from the outer heating means to the inner region of the object to be heated is cut off, and heating of the inner region is suppressed. Therefore, the heating of the object to be heated can be uniformly performed without promoting only the heating of the inner region of the object to be heated.
【００３４】また、本発明の半導体製造装置によれば、
ウェハを均一に加熱することができるので、ウェハに膜
厚及び抵抗率等の電気的特性の均一性が高い半導体ウェ
ハを製造することが可能になる。According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention,
Since the wafer can be heated uniformly, it is possible to manufacture a semiconductor wafer having high uniformity of electrical characteristics such as film thickness and resistivity on the wafer.
【図１】本発明に係る加熱装置の概略を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a heating device according to the present invention.
【図２】本発明に係る加熱装置で用いられる加熱ランプ
の配列を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of heating lamps used in the heating device according to the present invention.
【図３】本発明に係る加熱装置で用いられる反射シール
ド部材を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a reflection shield member used in the heating device according to the present invention.
【図４】本発明に係る加熱装置で用いられる反射シール
ド部材の下端部を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a lower end portion of a reflection shield member used in the heating device according to the present invention.
【図５】本発明に係る加熱装置で用いられる反射シール
ド部材の下端部の他の例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another example of the lower end portion of the reflection shield member used in the heating device according to the present invention.
【図６】本発明に係る加熱装置で用いられる反射シール
ド部材の上端部を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an upper end of a reflection shield member used in the heating device according to the present invention.
【図７】本発明に係る加熱装置を用いたエピタキシャル
成長装置の概略を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an epitaxial growth apparatus using a heating apparatus according to the present invention.
【図８】本発明に係る加熱装置を用いたエピタキシャル
成長装置の他の例の概略を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing another example of an epitaxial growth apparatus using the heating apparatus according to the present invention.
【図９】本発明に係るエピタキシャル成長装置により形
成されたシリコン薄膜の抵抗率を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the resistivity of a silicon thin film formed by the epitaxial growth apparatus according to the present invention.
【図１０】本発明に係るエピタキシャル成長装置により
形成されたシリコン薄膜の抵抗率を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the resistivity of a silicon thin film formed by the epitaxial growth apparatus according to the present invention.
【図１１】従来の加熱装置の概略を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a conventional heating device.
【図１２】従来の加熱装置で用いられる反射シールド部
材を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a reflection shield member used in a conventional heating device.
１０ 加熱装置 １２ 処理チャンバ １４ 上部ケーシング １６ サセプタ １８in 内側加熱ランプ １８out 外側加熱ランプ ２０ 加熱ランプ群 ２４ パイロメーター ２６ 反射シールド部材 ２６ａ 円筒部 ２６ｂ フランジ部 ２６ｃ 垂下部 ２６ｄ 傾斜部 ３２ 支持部材 ３４ 固定ネジ ３６ ナット ４０ エピタキシャル成長装置 Reference Signs List 10 heating device 12 processing chamber 14 upper casing 16 susceptor 18in inner heating lamp 18out outer heating lamp 20 heating lamp group 24 pyrometer 26 reflection shield member 26a cylindrical portion 26b flange portion 26c hanging portion 26d inclined portion 32 support member 34 fixing screw 36 nut 40 Epitaxial growth equipment
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 庸司 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 中村 龍一 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 Ｆターム(参考） 3K058 AA86 AA88 BA00 EA01 EA14 4K030 AA03 AA06 BA29 BB02 CA04 FA10 KA23 LA15 5F045 AA03 AB02 AC05 BB02 BB16 DP04 EB02 EK12 EK14 EK22 GB05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Youji Takagi 14-3 Shinzumi, Narita-shi, Chiba Pref. In Applied Materials Japan Co., Ltd. F-term in Hira Industrial Park Applied Materials Japan Co., Ltd. (reference) 3K058 AA86 AA88 BA00 EA01 EA14 4K030 AA03 AA06 BA29 BB02 CA04 FA10 KA23 LA15 5F045 AA03 AB02 AC05 BB02 BB16 DP04 EB02 EK12 EK14 EK22 GB05
Claims (12)
被加熱体の外側領域を加熱する外側加熱手段を含み、前
記上部ケーシングに前記被加熱体と対向して放射状に配
置された複数の加熱手段と、 前記加熱手段の内側に配置され、前記加熱手段からの熱
が内部に直接入射されないように遮断すると共に、前記
加熱手段からの熱を前記被加熱体に反射させるための筒
状の反射シールド部材を備え、 前記反射シールド部材は前記内側加熱手段に対向する部
分の下端に前記内側加熱手段から前記被加熱体の内側領
域に向かう熱が遮断されないようにするため前記被加熱
体の内側方向に傾斜する傾斜部を有していると共に、前
記外側加熱手段に対向する部分の下端には前記外側加熱
手段から被加熱体の内側領域に向かう熱を遮断するため
の遮断部を有している加熱装置。A processing chamber in which an object to be heated is disposed; an upper casing closing an upper portion of the processing chamber; an inner heating means for heating an inner area of the object to be heated; and an outer area of the object to be heated. A plurality of heating means radially arranged in the upper casing so as to face the object to be heated, and arranged inside the heating means, and heat from the heating means is directly incident on the inside. And a cylindrical reflection shield member for reflecting heat from the heating means to the object to be heated, wherein the reflection shield member is provided at a lower end of a portion facing the inner heating means. In order to prevent heat from going from the heating means toward the inside area of the object to be heated, the heating means has an inclined portion inclined inward of the object to be heated, and the outside heating means. Opposing portions blocking part has a heating device which has a for blocking the heat towards the inner region of the object to be heated from the outer heating means at the lower end of the.
段からの熱が内部に直接入射されないように遮断する円
筒部を備え、前記傾斜部は前記円筒部の半径方向内側に
向かって傾斜していると共に、前記遮断部は前記円筒部
の下端から前記円筒部と同一面を形成するように垂下し
ている請求項１記載の加熱装置。2. The reflection shield member includes a cylindrical portion for blocking heat from the heating means from directly entering the inside, and the inclined portion is inclined inward in a radial direction of the cylindrical portion. 2. The heating device according to claim 1, wherein the blocking portion hangs from a lower end of the cylindrical portion so as to form the same plane as the cylindrical portion. 3.
間隔が調節可能である請求項１又は２記載の加熱装置。3. The heating device according to claim 1, wherein a distance between the object to be heated and the reflection shield member is adjustable.
パワーが独立して調節可能である請求項１〜３のいずれ
か１項記載の加熱装置。4. The heating apparatus according to claim 1, wherein the heating power of the inner heating means and the heating power of the outer heating means are independently adjustable.
４のいずれか１項記載の加熱装置。5. The method according to claim 1, wherein said heating means is a lamp.
5. The heating device according to any one of items 4 to 5.
処理チャンバと、 前記処理チャンバの上部を塞ぐ上部ケーシングと、 前記ウェハの内側領域を加熱する内側加熱手段と前記ウ
ェハの外側領域を加熱する外側加熱手段を含み、前記上
部ケーシングに前記ウェハと対向して放射状に配置され
た複数の上部加熱手段と、 前記ウェハの表面温度を測定する温度計と、 前記加熱手段の内側に配置され、前記加熱手段からの熱
が前記温度計に直接入射されないように遮断すると共
に、前記加熱手段からの熱を前記ウェハに反射させる筒
状の反射シールド部材を備え、 前記反射シールド部材の前記内側加熱手段に対向する部
分の下端には前記内側加熱手段から前記ウェハの内側領
域に向かう熱が遮断されないようにするため前記ウェハ
の内側方向に傾斜する傾斜部を有していると共に、前記
外側加熱手段に対向する部分の下端には前記外側加熱手
段から前記ウェハの内側領域に向かう熱を遮断するため
の遮断部を有している半導体製造装置。6. A processing chamber provided with a holding member for holding a wafer, an upper casing closing an upper part of the processing chamber, an inner heating means for heating an inner area of the wafer, and heating an outer area of the wafer. Including an outer heating means, a plurality of upper heating means radially arranged on the upper casing in opposition to the wafer, a thermometer for measuring a surface temperature of the wafer, and arranged inside the heating means, A heat shield from the heating means is cut off so as not to be directly incident on the thermometer, and a cylindrical reflection shield member for reflecting the heat from the heating means to the wafer is provided. At the lower end of the opposing portion, in order to prevent heat from the inner heating means toward the inner region of the wafer from being blocked, A semiconductor manufacturing device having a slanted inclined portion and a cut-off portion at a lower end of a portion facing the outer heating means for blocking heat from the outer heating means toward an inner region of the wafer; apparatus.
らの熱が前記温度計に直接入射されないように遮断する
円筒部を備え、前記傾斜部は前記円筒部の下端から半径
方向内側に向かって傾斜していると共に、前記遮断部は
前記円筒部の下端から前記円筒部と同一面を形成するよ
うに垂下している請求項６記載の半導体製造装置。7. The reflection shield member includes a cylindrical portion that blocks heat from the heating means so as not to be directly incident on the thermometer, and the inclined portion is inclined radially inward from a lower end of the cylindrical portion. 7. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 6, wherein said blocking portion is suspended from a lower end of said cylindrical portion so as to form the same plane as said cylindrical portion.
隔が調節可能である請求項６又は７記載の半導体製造装
置。8. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 6, wherein a distance between the wafer and the reflection shield member is adjustable.
パワーが独立して調節可能である請求項６〜８のいずれ
か１項記載の半導体製造装置。9. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the heating power of the inner heating means and the heating power of the outer heating means are independently adjustable.
〜９のいずれか１項記載の半導体製造装置。10. The heating means is a lamp.
10. The semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 9 to 9.
加熱する下部加熱手段を備えた請求項６〜１０のいずれ
か１項記載の半導体製造装置。11. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 6, further comprising lower heating means for heating said wafer from below said holding member.
熱パワーは独立して調節可能である請求項１１記載の半
導体製造装置。12. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 11, wherein the heating power of said upper heating means and said lower heating means can be adjusted independently.
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