JP2002231649A - 加熱処理装置とウェーハ支持リング - Google Patents
加熱処理装置とウェーハ支持リングInfo
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコンウェーハの全面を均等に熱処理でき
る加熱処理装置と該加熱処理装置に用いられるウェーハ
支持リングを提供する。 【解決手段】 シリコンウェーハ７を加熱して所定の処
理を施す加熱処理装置であって、加熱の際にシリコンウ
ェーハ７を支持すると共に、密度換算による空孔率が５
〜２０パーセントである炭化珪素又はセラミックス基複
合材料又は不純物が添加された炭化珪素からなる均熱リ
ング９を備えたことを特徴とする加熱処理装置を提供す
る。
る加熱処理装置と該加熱処理装置に用いられるウェーハ
支持リングを提供する。 【解決手段】 シリコンウェーハ７を加熱して所定の処
理を施す加熱処理装置であって、加熱の際にシリコンウ
ェーハ７を支持すると共に、密度換算による空孔率が５
〜２０パーセントである炭化珪素又はセラミックス基複
合材料又は不純物が添加された炭化珪素からなる均熱リ
ング９を備えたことを特徴とする加熱処理装置を提供す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェーハ
を加熱処理する加熱処理装置と該加熱処理装置に用いら
れるウェーハ支持リングに関するものである。
を加熱処理する加熱処理装置と該加熱処理装置に用いら
れるウェーハ支持リングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シリコンウェーハを加熱して
種々の処理を施す加熱装置が開発されているが、とりわ
け該シリコンウェーハを急速に加熱する急速加熱熱処理
（ＲＴＰ）装置においては、該シリコンウェーハの全面
を均等に高速昇温又は高速降温させる過程でウェーハ周
辺部分と該ウェーハの外縁を支持するガードリング部分
との間に生じる温度差が問題となる。
種々の処理を施す加熱装置が開発されているが、とりわ
け該シリコンウェーハを急速に加熱する急速加熱熱処理
（ＲＴＰ）装置においては、該シリコンウェーハの全面
を均等に高速昇温又は高速降温させる過程でウェーハ周
辺部分と該ウェーハの外縁を支持するガードリング部分
との間に生じる温度差が問題となる。
【０００３】すなわち、該温度差が生じることによりシ
リコンウェーハの全面を均等に熱処理することができな
いという問題があった。
リコンウェーハの全面を均等に熱処理することができな
いという問題があった。
【０００４】なお上記温度差は、従来のガードリングが
シリコンの約二倍の温度伝導率を有する炭化珪素からな
ると共に、該温度伝導率の比に対応した輻射エネルギー
分布を該シリコンウェーハの面上に形成することができ
ないことに起因していた。
シリコンの約二倍の温度伝導率を有する炭化珪素からな
ると共に、該温度伝導率の比に対応した輻射エネルギー
分布を該シリコンウェーハの面上に形成することができ
ないことに起因していた。
【０００５】
【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、シリコンウェーハの
全面を均等に熱処理できる加熱処理装置と該加熱処理装
置に用いられるウェーハ支持リングを提供することを目
的とする。
を解消するためになされたもので、シリコンウェーハの
全面を均等に熱処理できる加熱処理装置と該加熱処理装
置に用いられるウェーハ支持リングを提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、シリコン
ウェーハを加熱して所定の処理を施す加熱処理装置であ
って、加熱の際にシリコンウェーハを支持すると共に、
密度換算による空孔率が５〜２０パーセントである炭化
珪素からなるウェーハ支持手段、またはセラミックス基
複合材料からなるウェーハ支持手段、あるいは不純物が
濃度比１０−７〜１０−４で添加された炭化珪素からな
るウェーハ支持手段を備えたことを特徴とする加熱処理
装置を提供することにより達成される。
ウェーハを加熱して所定の処理を施す加熱処理装置であ
って、加熱の際にシリコンウェーハを支持すると共に、
密度換算による空孔率が５〜２０パーセントである炭化
珪素からなるウェーハ支持手段、またはセラミックス基
複合材料からなるウェーハ支持手段、あるいは不純物が
濃度比１０−７〜１０−４で添加された炭化珪素からな
るウェーハ支持手段を備えたことを特徴とする加熱処理
装置を提供することにより達成される。
【０００７】このような手段によれば、シリコンウェー
ハを加熱して所定の処理を施す際にシリコンウェーハと
熱物性値の近い材料によりシリコンウェーハを支持する
ことができるため、シリコンウェーハを構成する部分間
の温度差を低減することができる。
ハを加熱して所定の処理を施す際にシリコンウェーハと
熱物性値の近い材料によりシリコンウェーハを支持する
ことができるため、シリコンウェーハを構成する部分間
の温度差を低減することができる。
【０００８】
【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。
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。
【０００９】図１は、本発明の実施の形態に係る加熱処
理装置の構成を示す図である。図１に示されるように、
本発明の実施の形態に係る加熱処理装置はハロゲンラン
プ３を含むランプハウス１と、石英板５と、加熱処理の
対象とされるシリコンウェーハ７が載置された均熱リン
グ９と、ウェーハ支持ピン１０とを備える。
理装置の構成を示す図である。図１に示されるように、
本発明の実施の形態に係る加熱処理装置はハロゲンラン
プ３を含むランプハウス１と、石英板５と、加熱処理の
対象とされるシリコンウェーハ７が載置された均熱リン
グ９と、ウェーハ支持ピン１０とを備える。
【００１０】ここで、ハロゲンランプ３はシリコンウェ
ーハ７へ光を照射することによってシリコンウェーハ７
を加熱する。また、石英板５はハロゲンランプ３から照
射された光をシリコンウェーハ７へ透過させると共に、
該シリコンウェーハ７へ種々のガスが供給され熱処理が
施される処理空間と加熱源であるハロゲンランプ３が収
納されるランプハウス１とを分離する。また、均熱リン
グ９は円板状のシリコンウェーハ７の外縁を支持すると
共に、ウェーハ支持ピン１０は均熱リング９を支持す
る。
ーハ７へ光を照射することによってシリコンウェーハ７
を加熱する。また、石英板５はハロゲンランプ３から照
射された光をシリコンウェーハ７へ透過させると共に、
該シリコンウェーハ７へ種々のガスが供給され熱処理が
施される処理空間と加熱源であるハロゲンランプ３が収
納されるランプハウス１とを分離する。また、均熱リン
グ９は円板状のシリコンウェーハ７の外縁を支持すると
共に、ウェーハ支持ピン１０は均熱リング９を支持す
る。
【００１１】本発明においては、以上のような構成を有
する加熱処理装置において、上記均熱リング９がシリコ
ンウェーハ７に近い温度伝導率等の熱物性を持った炭化
珪素（ＳｉＣ）により形成されることが特徴とされる。
する加熱処理装置において、上記均熱リング９がシリコ
ンウェーハ７に近い温度伝導率等の熱物性を持った炭化
珪素（ＳｉＣ）により形成されることが特徴とされる。
【００１２】ここで、温度伝導率αとは下記のように熱
伝導率κを熱容量ρｃ（ρは密度、ｃは比熱）で除した
値である。α＝κ／ρｃ従って、均熱リング９の温度伝
導率をシリコンウェーハ７の温度伝導率に近づけるため
には、熱伝導率κや密度ρあるいは比熱ｃを変化させる
手段がある。なお、熱伝導率は固体内で熱伝導を担うキ
ャリア、すなわち電子や格子振動（フォノン）あるいは
放射（フォトン）の寄与の合計により決定される。
伝導率κを熱容量ρｃ（ρは密度、ｃは比熱）で除した
値である。α＝κ／ρｃ従って、均熱リング９の温度伝
導率をシリコンウェーハ７の温度伝導率に近づけるため
には、熱伝導率κや密度ρあるいは比熱ｃを変化させる
手段がある。なお、熱伝導率は固体内で熱伝導を担うキ
ャリア、すなわち電子や格子振動（フォノン）あるいは
放射（フォトン）の寄与の合計により決定される。
【００１３】ここで一般的に、温度伝導率αの値が大き
な物質ほど、該物質内部へ熱が伝搬して行く速さが速い
こととなる。すなわち、温度伝導率αが大きいというこ
とは、熱伝導率κが大きくエネルギ輸送速度が速いか、
あるいは物質の熱容量ρｃが小さいかのどちらかであ
る。そして、熱容量が小さいということは、物体の中を
移動する熱量のうち、わずかな部分がその物質に吸収さ
れて、その部分の温度を上昇させることに使われ、残り
の大部分の熱がさらに遠くへ伝えられることになる。
な物質ほど、該物質内部へ熱が伝搬して行く速さが速い
こととなる。すなわち、温度伝導率αが大きいというこ
とは、熱伝導率κが大きくエネルギ輸送速度が速いか、
あるいは物質の熱容量ρｃが小さいかのどちらかであ
る。そして、熱容量が小さいということは、物体の中を
移動する熱量のうち、わずかな部分がその物質に吸収さ
れて、その部分の温度を上昇させることに使われ、残り
の大部分の熱がさらに遠くへ伝えられることになる。
【００１４】一方、従来のセラミックス材料開発の分野
では、特にキャリアとして格子振動が、また構造として
多相構造が注目されてきたが、一貫して材料の純度を上
げる方向に力点がおかれ、材料の空孔率が温度伝導率に
寄与する点や、材料に不純物を添加することにより電子
をキャリアとして用いる点は注目されなかった。
では、特にキャリアとして格子振動が、また構造として
多相構造が注目されてきたが、一貫して材料の純度を上
げる方向に力点がおかれ、材料の空孔率が温度伝導率に
寄与する点や、材料に不純物を添加することにより電子
をキャリアとして用いる点は注目されなかった。
【００１５】そして、本発明においては特に上記二点に
着目して、シリコンウェーハ７の温度伝導率に近い炭化
珪素により均熱リング９が形成される。ここで、一般に
炭化珪素（ＳｉＣ）は、珪素原子１２と炭素原子１３か
ら構成された図２に示される正四面体が並んだ単位層が
積み重なった積層構造を有している。そして、ＳｉＣに
は該単位層の重なり方によって、１００以上の多形（po
lytype）が存在する。また、結晶系としては立方晶系や
六方晶系あるいは菱面体晶系がある。このうち、焼結用
原料粉末及び焼結体として一般的に用いられている多形
は、立方晶系又は六方晶系である。そして、このように
製造方法に応じて生成される多形に応じて熱物性も変化
する。
着目して、シリコンウェーハ７の温度伝導率に近い炭化
珪素により均熱リング９が形成される。ここで、一般に
炭化珪素（ＳｉＣ）は、珪素原子１２と炭素原子１３か
ら構成された図２に示される正四面体が並んだ単位層が
積み重なった積層構造を有している。そして、ＳｉＣに
は該単位層の重なり方によって、１００以上の多形（po
lytype）が存在する。また、結晶系としては立方晶系や
六方晶系あるいは菱面体晶系がある。このうち、焼結用
原料粉末及び焼結体として一般的に用いられている多形
は、立方晶系又は六方晶系である。そして、このように
製造方法に応じて生成される多形に応じて熱物性も変化
する。
【００１６】以下において、本発明の実施の形態に係る
均熱リング９について、具体的に説明する。 ［実施の形態１］まず最初に、空孔率を５〜２０％とす
ることにより従来のＳｉＣより密度を下げた立方晶系Ｓ
ｉＣにより形成される均熱リング９について説明する。
均熱リング９について、具体的に説明する。 ［実施の形態１］まず最初に、空孔率を５〜２０％とす
ることにより従来のＳｉＣより密度を下げた立方晶系Ｓ
ｉＣにより形成される均熱リング９について説明する。
【００１７】以下に、立方晶系ＳｉＣの製造方法を説明
する。第一に、ＳｉＨ４とＣ２Ｈ６ガスによる熱プラズ
マＣＶＤ方法により製造されたＳｉＣ超精密粉体のみを
準備する。そして次に、該粉体を温度２０００度で圧力
４０ＭＰａの条件下において焼結（ホットプレス）し、
さらに加工洗浄する。
する。第一に、ＳｉＨ４とＣ２Ｈ６ガスによる熱プラズ
マＣＶＤ方法により製造されたＳｉＣ超精密粉体のみを
準備する。そして次に、該粉体を温度２０００度で圧力
４０ＭＰａの条件下において焼結（ホットプレス）し、
さらに加工洗浄する。
【００１８】このような方法により、密度換算値による
空孔率が約５〜２０％となるＳｉＣが形成される。なお
ここで、空孔率をさらに上げることも製造技術上可能で
はあるが、ＳｉＣの機械強度を確保できず部品加工に耐
えないものとなってしまう。
空孔率が約５〜２０％となるＳｉＣが形成される。なお
ここで、空孔率をさらに上げることも製造技術上可能で
はあるが、ＳｉＣの機械強度を確保できず部品加工に耐
えないものとなってしまう。
【００１９】一方、上記のような方法により製造された
ＳｉＣ（ポーラス）の具体的な熱物性値（実験値）を、
従来のＳｉＣにおける熱物性値と比較しつつ以下の表１
に示す。
ＳｉＣ（ポーラス）の具体的な熱物性値（実験値）を、
従来のＳｉＣにおける熱物性値と比較しつつ以下の表１
に示す。
【００２０】
【表１】 なお、上記表１に示された従来のＳｉＣは、商用ＳｉＣ
粉体と上記ＳｉＣ超精密粉体とを十分に混合して、上記
と同様に温度２０００度・圧力４０ＭＰａで焼結し、さ
らに加工洗浄することによって得られたアモルファスＳ
ｉＣからなる。また、シリコン（Ｓｉ）ウェーハ７を構
成するＳｉの空孔率は０％であり、上記アモルファスＳ
ｉＣの空孔率は０．３％とされる。
粉体と上記ＳｉＣ超精密粉体とを十分に混合して、上記
と同様に温度２０００度・圧力４０ＭＰａで焼結し、さ
らに加工洗浄することによって得られたアモルファスＳ
ｉＣからなる。また、シリコン（Ｓｉ）ウェーハ７を構
成するＳｉの空孔率は０％であり、上記アモルファスＳ
ｉＣの空孔率は０．３％とされる。
【００２１】上記の表１に示されるように、本実施の形
態１に係るＳｉＣ（ポーラス）の密度は３．０［ｇ／ｃ
ｍ３］とされ、従来のＳｉＣの密度３．２［ｇ／ｃ
ｍ３］より低減される。その結果、単位体積当りの熱容
量は０．４８［ｃａｌ／ｃｍ３・℃］となり、従来のＳ
ｉＣに比してＳｉの該熱容量０．３８９［ｃａｌ／ｃｍ
３・℃］に近い値をとるようになる。
態１に係るＳｉＣ（ポーラス）の密度は３．０［ｇ／ｃ
ｍ３］とされ、従来のＳｉＣの密度３．２［ｇ／ｃ
ｍ３］より低減される。その結果、単位体積当りの熱容
量は０．４８［ｃａｌ／ｃｍ３・℃］となり、従来のＳ
ｉＣに比してＳｉの該熱容量０．３８９［ｃａｌ／ｃｍ
３・℃］に近い値をとるようになる。
【００２２】そしてさらに、上記のように空孔率を５〜
２０％として密度を下げたＳｉＣ（ポーラス）の温度伝
導率は、従来のＳｉＣに比してＳｉの温度伝導率に近い
値となることから、該ＳｉＣ（ポーラス）により均熱リ
ング９を形成すれば、熱処理過程においてシリコンウェ
ーハ７の中心部と外縁部との間に生じる温度差を小さく
することができ、シリコンウェーハ７の全面を等温とし
て均一に熱処理することができる。 ［実施の形態２］本発明の実施の形態２に係る均熱リン
グ９は、マトリックス（基質）をSi-C-O/SiC又はSiC/Si
としたSiC/SiC複合材料により形成される。ここで、該S
iC/SiC複合材料はセラミック基複合材料（ＣＭＣ）の一
つであり、軽量で高強度、かつ高剛性・耐熱性及び耐環
境性を有するものである。
２０％として密度を下げたＳｉＣ（ポーラス）の温度伝
導率は、従来のＳｉＣに比してＳｉの温度伝導率に近い
値となることから、該ＳｉＣ（ポーラス）により均熱リ
ング９を形成すれば、熱処理過程においてシリコンウェ
ーハ７の中心部と外縁部との間に生じる温度差を小さく
することができ、シリコンウェーハ７の全面を等温とし
て均一に熱処理することができる。 ［実施の形態２］本発明の実施の形態２に係る均熱リン
グ９は、マトリックス（基質）をSi-C-O/SiC又はSiC/Si
としたSiC/SiC複合材料により形成される。ここで、該S
iC/SiC複合材料はセラミック基複合材料（ＣＭＣ）の一
つであり、軽量で高強度、かつ高剛性・耐熱性及び耐環
境性を有するものである。
【００２３】一方、このSiC/SiC複合材料の製造過程
は、事前に繊維を作成する繊維工程とマトリックスの形
成工程とに大きく分けられる。そして、該マトリックス
形成工程では、前駆体含侵・焼成法（ＰＩＰ）や上記ホ
ットプレス法（ＨＰ）、あるいは反応焼結法（ＲＳ）が
適用される。
は、事前に繊維を作成する繊維工程とマトリックスの形
成工程とに大きく分けられる。そして、該マトリックス
形成工程では、前駆体含侵・焼成法（ＰＩＰ）や上記ホ
ットプレス法（ＨＰ）、あるいは反応焼結法（ＲＳ）が
適用される。
【００２４】なお、前駆体含侵・焼成法（ＰＩＰ）は、
無機ポリマー（プリカーサー）の含侵・焼成を繰り返す
ことによって繊維プリフォーム中にマトリックスを形成
させる方法であり、反応焼結法（ＲＳ）は繊維プリフォ
ーム中に予め炭素粉末を充填し、その後Ｓｉを溶侵し
て、Ｃ＋Ｓｉ→ＳｉＣの反応によりマトリックスを短時
間で形成する方法である。
無機ポリマー（プリカーサー）の含侵・焼成を繰り返す
ことによって繊維プリフォーム中にマトリックスを形成
させる方法であり、反応焼結法（ＲＳ）は繊維プリフォ
ーム中に予め炭素粉末を充填し、その後Ｓｉを溶侵し
て、Ｃ＋Ｓｉ→ＳｉＣの反応によりマトリックスを短時
間で形成する方法である。
【００２５】ここで、上記前駆体含侵・焼成法（ＰＩ
Ｐ）や上記反応焼結法（ＲＳ）により作製されたSiC/Si
C複合材料では、空孔率よりもマトリックス組成や結晶
性の方が熱伝導率に大きな影響を与えることが分かる。
従って、シリコンウェーハ７に近い熱物性値を有する均
熱リング９を作成するといった観点では、均熱リング９
の材料としてSi-C-O/SiC又はSiC/Siをマトリックスとし
たSiC/SiC複合材料を用いることも有用である。 ［実施の形態３］本発明の実施の形態３に係る均熱リン
グ９は、不純物添加濃度がシリコンウェーハ７のドーピ
ング量に近いＳｉＣにより形成される。ここで、該不純
物は、ＳｉＣの中に熱キャリア電子を生じさせ、熱伝導
度を上昇させる役割を有する。
Ｐ）や上記反応焼結法（ＲＳ）により作製されたSiC/Si
C複合材料では、空孔率よりもマトリックス組成や結晶
性の方が熱伝導率に大きな影響を与えることが分かる。
従って、シリコンウェーハ７に近い熱物性値を有する均
熱リング９を作成するといった観点では、均熱リング９
の材料としてSi-C-O/SiC又はSiC/Siをマトリックスとし
たSiC/SiC複合材料を用いることも有用である。 ［実施の形態３］本発明の実施の形態３に係る均熱リン
グ９は、不純物添加濃度がシリコンウェーハ７のドーピ
ング量に近いＳｉＣにより形成される。ここで、該不純
物は、ＳｉＣの中に熱キャリア電子を生じさせ、熱伝導
度を上昇させる役割を有する。
【００２６】そして、本実施の形態３に係る均熱リング
９は、例えば以下の表２に示される熱物性値を有するこ
とが見込まれる。
９は、例えば以下の表２に示される熱物性値を有するこ
とが見込まれる。
【００２７】
【表２】 上記表２に示されるように、従来のＳｉＣには不純物と
してボロン（Ｂ）が含まれるが、本実施の形態３に係る
均熱リング９を構成するＳｉＣには、シリコンウェーハ
７にドープされている不純物、すなわちリン（Ｐ）やヒ
素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ボロン（Ｂ）、イン
ジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）あるいはガリウ
ム（Ｇａ）が、濃度比で１０−７〜１０−４の割合だけ
ドープされる。
してボロン（Ｂ）が含まれるが、本実施の形態３に係る
均熱リング９を構成するＳｉＣには、シリコンウェーハ
７にドープされている不純物、すなわちリン（Ｐ）やヒ
素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ボロン（Ｂ）、イン
ジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）あるいはガリウ
ム（Ｇａ）が、濃度比で１０−７〜１０−４の割合だけ
ドープされる。
【００２８】そして、表２に示されるように、ドープさ
れたＳｉＣは従来のＳｉＣに比して熱伝導率及び温度伝
導率が低下するため、ドープされたシリコンウェーハ７
の熱伝導率及び温度伝導率により近い熱物性値を持つＳ
ｉＣを得ることができる。
れたＳｉＣは従来のＳｉＣに比して熱伝導率及び温度伝
導率が低下するため、ドープされたシリコンウェーハ７
の熱伝導率及び温度伝導率により近い熱物性値を持つＳ
ｉＣを得ることができる。
【００２９】以下において、本実施の形態３に係る均熱
リング９を構成するＳｉＣの製造方法を三種類説明す
る。なお、従来においてＳｉＣに不純物を添加する技術
は、材料開発というよりはむしろ、シリコンデバイスに
はない大きなバンドギャップや飽和電子速度、絶縁耐
圧、熱伝導性を利用して、高周波用パワーデバイスを開
発することを主目的とするものであった。
リング９を構成するＳｉＣの製造方法を三種類説明す
る。なお、従来においてＳｉＣに不純物を添加する技術
は、材料開発というよりはむしろ、シリコンデバイスに
はない大きなバンドギャップや飽和電子速度、絶縁耐
圧、熱伝導性を利用して、高周波用パワーデバイスを開
発することを主目的とするものであった。
【００３０】第一のＳｉＣ製造方法においては、まず最
初にＳｉＨ４とＣ２Ｈ６ガスによる熱プラズマＣＶＤ方
法により製造されたＳｉＣ超精密粉体のみを準備する。
次に、該粉体を温度２０００度で圧力４０ＭＰａの条件
下において焼結（ホットプレス）する。そしてさらに、
イオンインプランタにて３価のイオン（例えばＢ＋やＡ
ｌ＋、Ｇａ＋あるいはＩｎ＋）または５価のイオン（例
えばＮ＋やＰ＋、Ａｓ ＋及びＳｂ＋）をＳｉＣの結晶中
に打ち込む。ここで、該イオンは真空中で加速されＳｉ
Ｃ単結晶へ不純物として注入されるが、不純物が導入さ
れたＳｉＣ単結晶は非晶質となるため、熱処理して再結
晶化させる。そして最後に、加工洗浄する。
初にＳｉＨ４とＣ２Ｈ６ガスによる熱プラズマＣＶＤ方
法により製造されたＳｉＣ超精密粉体のみを準備する。
次に、該粉体を温度２０００度で圧力４０ＭＰａの条件
下において焼結（ホットプレス）する。そしてさらに、
イオンインプランタにて３価のイオン（例えばＢ＋やＡ
ｌ＋、Ｇａ＋あるいはＩｎ＋）または５価のイオン（例
えばＮ＋やＰ＋、Ａｓ ＋及びＳｂ＋）をＳｉＣの結晶中
に打ち込む。ここで、該イオンは真空中で加速されＳｉ
Ｃ単結晶へ不純物として注入されるが、不純物が導入さ
れたＳｉＣ単結晶は非晶質となるため、熱処理して再結
晶化させる。そして最後に、加工洗浄する。
【００３１】次に、混合される粉体自体に不純物を添加
する第二のＳｉＣ製造方法を説明する。まず最初にＳｉ
Ｈ４とＣ２Ｈ６ガスによる熱プラズマＣＶＤ方法により
製造されたＳｉＣ超精密粉体と、微量の不純物粉体（例
えば３価のＢやＡｌ、ＧａあるいはＩｎ、または５価の
ＮやＰ、Ａｓ、Ｓｂと、ＳｉまたはＣの化合物）を十分
に混合する。そして、この混合物を温度２０００度で圧
力４０ＭＰａの条件下において焼結（ホットプレス）
し、加工洗浄する。
する第二のＳｉＣ製造方法を説明する。まず最初にＳｉ
Ｈ４とＣ２Ｈ６ガスによる熱プラズマＣＶＤ方法により
製造されたＳｉＣ超精密粉体と、微量の不純物粉体（例
えば３価のＢやＡｌ、ＧａあるいはＩｎ、または５価の
ＮやＰ、Ａｓ、Ｓｂと、ＳｉまたはＣの化合物）を十分
に混合する。そして、この混合物を温度２０００度で圧
力４０ＭＰａの条件下において焼結（ホットプレス）
し、加工洗浄する。
【００３２】次に、プラズマドーピングを用いて不純物
を添加する第三のＳｉＣ製造方法を説明する。まず最初
にＳｉＨ４とＣ２Ｈ６ガスによる熱プラズマＣＶＤ方法
により製造されたＳｉＣ超精密粉体を準備する。次に、
該粉体を温度２０００度で圧力４０ＭＰａの条件下にお
いて焼結（ホットプレス）する。そして、例えばＢ＋や
Ａｌ＋、Ｇａ＋あるいはＩｎ＋等の３価のイオンや、例
えばＮ＋やＰ＋、Ａｓ ＋及びＳｂ＋等の５価のイオンを
含むプラズマに晒すことにより、これらのイオンを上記
ＳｉＣ粉体へ打ち込む。次に、アニールして加工洗浄す
る。
を添加する第三のＳｉＣ製造方法を説明する。まず最初
にＳｉＨ４とＣ２Ｈ６ガスによる熱プラズマＣＶＤ方法
により製造されたＳｉＣ超精密粉体を準備する。次に、
該粉体を温度２０００度で圧力４０ＭＰａの条件下にお
いて焼結（ホットプレス）する。そして、例えばＢ＋や
Ａｌ＋、Ｇａ＋あるいはＩｎ＋等の３価のイオンや、例
えばＮ＋やＰ＋、Ａｓ ＋及びＳｂ＋等の５価のイオンを
含むプラズマに晒すことにより、これらのイオンを上記
ＳｉＣ粉体へ打ち込む。次に、アニールして加工洗浄す
る。
【００３３】ここで、上記のような方法により不純物が
添加されたＳｉＣの熱伝導率は、単位体積当りの熱伝導
率をκ、単位体積当りの電子キャリアの比熱をＣｅ、電
子キャリアの速度をｖｅ、電子キャリアの平均自由工程
をｌｅとしたとき、以下の式に従って上昇する。 κ＝（１／３）Ｃｅ・ｖｅ・ｌｅ 以上より、本発明の実施の形態３に係る均熱リング９
も、熱処理対象とするシリコンウェーハ７に近い熱物性
値を持ったＳｉＣにより構成されるため、熱処理過程に
おいてシリコンウェーハ７の中心部と外縁部との間に生
じる温度差を小さくすることができ、シリコンウェーハ
７の全面を等温とし均一に熱処理することができる。
添加されたＳｉＣの熱伝導率は、単位体積当りの熱伝導
率をκ、単位体積当りの電子キャリアの比熱をＣｅ、電
子キャリアの速度をｖｅ、電子キャリアの平均自由工程
をｌｅとしたとき、以下の式に従って上昇する。 κ＝（１／３）Ｃｅ・ｖｅ・ｌｅ 以上より、本発明の実施の形態３に係る均熱リング９
も、熱処理対象とするシリコンウェーハ７に近い熱物性
値を持ったＳｉＣにより構成されるため、熱処理過程に
おいてシリコンウェーハ７の中心部と外縁部との間に生
じる温度差を小さくすることができ、シリコンウェーハ
７の全面を等温とし均一に熱処理することができる。
【００３４】
【発明の効果】上述の如く、本発明に係る加熱処理装置
とウェーハ支持リングによれば、シリコンウェーハを加
熱して所定の処理を施すときにシリコンウェーハと熱物
性値の近い材料によりシリコンウェーハを支持すること
により、シリコンウェーハを構成する部分間の温度差を
低減することができるため、シリコンウェーハの全面を
均一に熱処理することができる。
とウェーハ支持リングによれば、シリコンウェーハを加
熱して所定の処理を施すときにシリコンウェーハと熱物
性値の近い材料によりシリコンウェーハを支持すること
により、シリコンウェーハを構成する部分間の温度差を
低減することができるため、シリコンウェーハの全面を
均一に熱処理することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】炭化珪素正四面体の結晶構造を示す図である。
１ ランプハウス ３ ハロゲンランプ ５ 石英板 ７ シリコンウェーハ ９ 均熱リング １０ ウェーハ支持ピン １２ シリコン原子 １３ 炭素原子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重岡 隆 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA13 EA01 HA02 HA03 HA25 MA30
Claims (6)
- 【請求項１】 シリコンウェーハを加熱して所定の処理
を施す加熱処理装置であって、 前記加熱の際に前記シリコンウェーハを支持すると共
に、密度換算による空孔率が５〜２０パーセントである
炭化珪素からなるウェーハ支持手段を備えたことを特徴
とする加熱処理装置。 - 【請求項２】 シリコンウェーハを加熱して所定の処理
を施す加熱処理装置であって、 前記加熱の際に前記シリコンウェーハを支持すると共
に、セラミックス基複合材料からなるウェーハ支持手段
を備えたことを特徴とする加熱処理装置。 - 【請求項３】 シリコンウェーハを加熱して所定の処理
を施す加熱処理装置であって、 前記加熱の際に前記シリコンウェーハを支持すると共
に、不純物が濃度比１０ −７〜１０−４で添加された炭
化珪素からなるウェーハ支持手段を備えたことを特徴と
する加熱処理装置。 - 【請求項４】 シリコンウェーハを加熱して所定の処理
を施すときに前記シリコンウェーハの外縁を支持するウ
ェーハ支持リングであって、 密度換算による空孔率が５〜２０パーセントである炭化
珪素からなることを特徴とするウェーハ支持リング。 - 【請求項５】 シリコンウェーハを加熱して所定の処理
を施すときに前記シリコンウェーハの外縁を支持するウ
ェーハ支持リングであって、 セラミックス基複合材料からなることを特徴とするウェ
ーハ支持リング。 - 【請求項６】 シリコンウェーハを加熱して所定の処理
を施すときに前記シリコンウェーハの外縁を支持するウ
ェーハ支持リングであって、 不純物が濃度比１０−７〜１０−４で添加された炭化珪
素からなることを特徴とするウェーハ支持リング。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001022454A JP2002231649A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 加熱処理装置とウェーハ支持リング |
| TW90133470A TW559910B (en) | 2001-01-30 | 2001-12-31 | Heat treatment apparatus and wafer support ring |
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|---|---|---|---|
| JP2001022454A JP2002231649A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 加熱処理装置とウェーハ支持リング |
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|---|---|
| JP2002231649A true JP2002231649A (ja) | 2002-08-16 |
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ID=18887868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001022454A Pending JP2002231649A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 加熱処理装置とウェーハ支持リング |
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Cited By (3)
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| JP2007523466A (ja) * | 2003-10-27 | 2007-08-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 合わせられた温度の均一性 |
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| DE102007054526A1 (de) | 2007-11-07 | 2009-05-14 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Wärmetransferelement und Anlage zur thermischen Behandlung von Substraten |
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|---|---|---|---|---|
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| EP0781739B1 (en) * | 1995-12-26 | 1999-10-27 | Asahi Glass Company Ltd. | Jig for heat treatment and process for fabricating the jig |
| US5848889A (en) * | 1996-07-24 | 1998-12-15 | Applied Materials Inc. | Semiconductor wafer support with graded thermal mass |
| JP4390872B2 (ja) * | 1997-06-20 | 2009-12-24 | 株式会社ブリヂストン | 半導体製造装置用部材および半導体製造装置用部材の製造方法 |
| US6074488A (en) * | 1997-09-16 | 2000-06-13 | Applied Materials, Inc | Plasma chamber support having an electrically coupled collar ring |
| JPH11343168A (ja) * | 1998-05-29 | 1999-12-14 | Kyocera Corp | 低熱膨張黒色セラミックス及びその製造方法、並びに半導体製造装置用部材 |
| JP4122550B2 (ja) * | 1997-10-31 | 2008-07-23 | 日立化成工業株式会社 | ＳｉＣ焼結体の製造法 |
| JPH11200030A (ja) * | 1998-01-20 | 1999-07-27 | Sumitomo Chem Co Ltd | スパッタリングターゲット用バッキングプレート |
| JPH11354504A (ja) * | 1998-06-08 | 1999-12-24 | Sony Corp | ガラス基板処理装置 |
| US6449428B2 (en) * | 1998-12-11 | 2002-09-10 | Mattson Technology Corp. | Gas driven rotating susceptor for rapid thermal processing (RTP) system |
| TW556283B (en) * | 2000-05-26 | 2003-10-01 | Nisshin Spinning | Silicon/graphite composite ring for supporting silicon wafer, and dry etching apparatus equipped with the same |
| JP2002164421A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Taiheiyo Cement Corp | 基板保持部材 |
-
2001
- 2001-01-30 JP JP2001022454A patent/JP2002231649A/ja active Pending
- 2001-12-31 TW TW90133470A patent/TW559910B/zh not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-01-29 WO PCT/JP2002/000657 patent/WO2002061808A2/en active Application Filing
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523466A (ja) * | 2003-10-27 | 2007-08-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 合わせられた温度の均一性 |
| KR101104017B1 (ko) | 2003-10-27 | 2012-01-06 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 조절된 온도 균일성 |
| US8536492B2 (en) | 2003-10-27 | 2013-09-17 | Applied Materials, Inc. | Processing multilayer semiconductors with multiple heat sources |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW559910B (en) | 2003-11-01 |
| WO2002061808A2 (en) | 2002-08-08 |
| WO2002061808A3 (en) | 2003-09-04 |
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