JP2003273032A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2003273032A JP2003273032A JP2002076013A JP2002076013A JP2003273032A JP 2003273032 A JP2003273032 A JP 2003273032A JP 2002076013 A JP2002076013 A JP 2002076013A JP 2002076013 A JP2002076013 A JP 2002076013A JP 2003273032 A JP2003273032 A JP 2003273032A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】コールド・ウォール半導体製造装置の片面加熱
方式で発生する処理基板の変形を抑制し、均一性良く基
板を処理することのできる半導体製造装置の製造方法を
を提供すること。 【解決手段】基板処理室５０内に設置された基板保持板
２に処理基板１を載置し、基板保持板２からの伝熱によ
って処理基板１を加熱し、ガス供給口６より導入されガ
ス分散板５で処理基板１の処理面に均等になるように拡
散されたガスにより処理基板１を熱ＣＶＤ処理する半導
体装置の製造方法において、処理基板１を、基板処理室
５０内に搬入後、基板保持板２から１〜５ｍｍだけ離間
させた位置で所定時間保持し、面内温度勾配を設けた基
板保持板２によって予備加熱した後に、温度を基板処理
温度にした基板保持板２上に載置し、基板処理位置にま
で持ち上げて熱ＣＶＤ処理する半導体装置の製造方法を
構成する。
方式で発生する処理基板の変形を抑制し、均一性良く基
板を処理することのできる半導体製造装置の製造方法を
を提供すること。 【解決手段】基板処理室５０内に設置された基板保持板
２に処理基板１を載置し、基板保持板２からの伝熱によ
って処理基板１を加熱し、ガス供給口６より導入されガ
ス分散板５で処理基板１の処理面に均等になるように拡
散されたガスにより処理基板１を熱ＣＶＤ処理する半導
体装置の製造方法において、処理基板１を、基板処理室
５０内に搬入後、基板保持板２から１〜５ｍｍだけ離間
させた位置で所定時間保持し、面内温度勾配を設けた基
板保持板２によって予備加熱した後に、温度を基板処理
温度にした基板保持板２上に載置し、基板処理位置にま
で持ち上げて熱ＣＶＤ処理する半導体装置の製造方法を
構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、反応室内に設置された基板保持板に
基板を載置し、前記基板保持板からの伝熱によって前記
基板を加熱しつつ、前記基板を処理する半導体装置の製
造方法に関するものである。
方法に関し、特に、反応室内に設置された基板保持板に
基板を載置し、前記基板保持板からの伝熱によって前記
基板を加熱しつつ、前記基板を処理する半導体装置の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置を製造する
工程においては、基板の酸化処理、窒化処理、不純物拡
散処理、あるいは基板上への薄膜堆積処理等の、基板を
処理する半導体装置の製造方法が多く実施されている。
このような半導体装置の製造方法においては、多くの場
合に、基板処理室内に設置された基板保持板に基板を載
置し、前記基板保持板からの伝熱によって前記基板を加
熱しつつ、前記基板を処理する方法が採用されている。
工程においては、基板の酸化処理、窒化処理、不純物拡
散処理、あるいは基板上への薄膜堆積処理等の、基板を
処理する半導体装置の製造方法が多く実施されている。
このような半導体装置の製造方法においては、多くの場
合に、基板処理室内に設置された基板保持板に基板を載
置し、前記基板保持板からの伝熱によって前記基板を加
熱しつつ、前記基板を処理する方法が採用されている。
【０００３】上記従来の半導体装置の製造方法を、熱Ｃ
ＶＤ（化学気相堆積）薄膜形成装置を用いた場合を例と
して、図３によって説明する。この場合の薄膜形成装置
は、処理基板の加熱を基板保持板からの伝熱によって行
うものであり、コールド・ウォール型と呼ばれているも
のである。
ＶＤ（化学気相堆積）薄膜形成装置を用いた場合を例と
して、図３によって説明する。この場合の薄膜形成装置
は、処理基板の加熱を基板保持板からの伝熱によって行
うものであり、コールド・ウォール型と呼ばれているも
のである。
【０００４】図３の（ａ）に示したように、基板処理装
置３０は、処理の対象となる処理基板１を一時的に支持
する基板支持具４、基板保持板２と抵抗加熱ヒータ３と
を有するヒータユニット２０、処理基板１を装置３０の
基板処理室５０内に搬入するための基板挿入口８、基板
挿入口８を開閉する開閉弁９、ヒータユニット２０を基
板処理室５０内で上昇及び降下させる多段階調整可能な
昇降機構１０（図中、昇降機構の駆動部は図示せず、昇
降部および昇降移動距離範囲のみを双方向矢印によって
示す）、基板処理室５０内を排気するための排気口７、
基板処理室５０内にガスを供給するガス供給口６、及
び、ガスの処理基板１処理面への供給を均一にするため
のガス分散板５を有している。抵抗加熱ヒータ３は、基
板保持板２を介して処理基板１を所望の温度に加熱する
ことができる。
置３０は、処理の対象となる処理基板１を一時的に支持
する基板支持具４、基板保持板２と抵抗加熱ヒータ３と
を有するヒータユニット２０、処理基板１を装置３０の
基板処理室５０内に搬入するための基板挿入口８、基板
挿入口８を開閉する開閉弁９、ヒータユニット２０を基
板処理室５０内で上昇及び降下させる多段階調整可能な
昇降機構１０（図中、昇降機構の駆動部は図示せず、昇
降部および昇降移動距離範囲のみを双方向矢印によって
示す）、基板処理室５０内を排気するための排気口７、
基板処理室５０内にガスを供給するガス供給口６、及
び、ガスの処理基板１処理面への供給を均一にするため
のガス分散板５を有している。抵抗加熱ヒータ３は、基
板保持板２を介して処理基板１を所望の温度に加熱する
ことができる。
【０００５】基板処理装置３０は単一基板毎の処理を可
能とする。基板支持具４は石英製のピンで構成され、搬
入された処理基板１を一旦支持する。基板保持板２は、
サセプタと総称され、処理基板１を支持するとともに、
抵抗加熱ヒータ３から処理基板１への伝熱を迅速かつ均
一にする役割を果たす。ガス供給口６は、基板処理室５
０内に所望のガス種を所望のガス流量、ガス比率で供給
するためのものであり、そのガスの処理基板１処理面へ
の供給はガス分散板５によって均一化されている。排気
口７は、未反応ガス及び反応過程で生成したガスを排気
するするためのものである。
能とする。基板支持具４は石英製のピンで構成され、搬
入された処理基板１を一旦支持する。基板保持板２は、
サセプタと総称され、処理基板１を支持するとともに、
抵抗加熱ヒータ３から処理基板１への伝熱を迅速かつ均
一にする役割を果たす。ガス供給口６は、基板処理室５
０内に所望のガス種を所望のガス流量、ガス比率で供給
するためのものであり、そのガスの処理基板１処理面へ
の供給はガス分散板５によって均一化されている。排気
口７は、未反応ガス及び反応過程で生成したガスを排気
するするためのものである。
【０００６】ガス供給口６は、処理室に所望のガス種を
所望のガス流量、ガス比率で供給することが可能であ
り、ガス分散板５は、処理基板１上部に設置され、処理
基板１の処理面におけるガス供給量の偏りを抑える働き
をする。
所望のガス流量、ガス比率で供給することが可能であ
り、ガス分散板５は、処理基板１上部に設置され、処理
基板１の処理面におけるガス供給量の偏りを抑える働き
をする。
【０００７】この基板処理装置３０は、５００℃以上８
００℃以下の高温、４８０００Ｐａまでの高圧で処理可
能であることを特徴としている。
００℃以下の高温、４８０００Ｐａまでの高圧で処理可
能であることを特徴としている。
【０００８】この基板処理装置３０において、処理基板
１は次の過程により処理される。
１は次の過程により処理される。
【０００９】まず、図３の（ａ）に示したように、処理
基板１は、基板処理室５０と基板挿入口８を通じて接続
された基板搬送室４０（図中、その位置のみを示す）に
設けられた搬送機構により、基板挿入口８を経て、基板
処理室５０内に搬入され、基板保持板２と空間を隔てて
平行になるように基板支持具４上に置かれる。
基板１は、基板処理室５０と基板挿入口８を通じて接続
された基板搬送室４０（図中、その位置のみを示す）に
設けられた搬送機構により、基板挿入口８を経て、基板
処理室５０内に搬入され、基板保持板２と空間を隔てて
平行になるように基板支持具４上に置かれる。
【００１０】次に、基板搬送室４０と基板処理室５０と
を基板処理中に隔離するため、基板挿入口８が開閉弁９
によって閉じられる。
を基板処理中に隔離するため、基板挿入口８が開閉弁９
によって閉じられる。
【００１１】次に、ヒータユニット２０は、基板搬入位
置（図３の（ａ）における位置）から基板処理位置（図
３の（ｂ）における位置）まで、昇降機構１０によって
上昇する。ヒータユニット２０上昇の際、基板支持具４
上の処理基板１と基板保持板２との間隔は次第に狭くな
り、ヒータユニット２０が基板処理位置に到達する前
に、その間隔が無くなった時点において、基板支持具４
に代わって基板保持板２が処理基板１を保持し、そのま
まさらに上昇して、図３の（ｂ）における位置（基板処
理位置）で停止する。処理基板１は、抵抗加熱ヒータ３
で加熱されて高温となっている基板保持板２からの直接
伝熱によって加熱される。
置（図３の（ａ）における位置）から基板処理位置（図
３の（ｂ）における位置）まで、昇降機構１０によって
上昇する。ヒータユニット２０上昇の際、基板支持具４
上の処理基板１と基板保持板２との間隔は次第に狭くな
り、ヒータユニット２０が基板処理位置に到達する前
に、その間隔が無くなった時点において、基板支持具４
に代わって基板保持板２が処理基板１を保持し、そのま
まさらに上昇して、図３の（ｂ）における位置（基板処
理位置）で停止する。処理基板１は、抵抗加熱ヒータ３
で加熱されて高温となっている基板保持板２からの直接
伝熱によって加熱される。
【００１２】次に、このような、図３の（ｂ）に示した
状態において、加熱された処理基板１は、上部のガス供
給口６より導入されガス分散板５で処理基板１の処理面
に均等になるように拡散されたガスにより処理、すなわ
ち熱ＣＶＤ処理される。
状態において、加熱された処理基板１は、上部のガス供
給口６より導入されガス分散板５で処理基板１の処理面
に均等になるように拡散されたガスにより処理、すなわ
ち熱ＣＶＤ処理される。
【００１３】上記の基板処理後、ヒータユニット２０は
基板搬入位置（図３の（ａ）に示した位置）にまで降下
する。降下の際、基板支持具４は基板保持板２上の処理
基板１を突き上げて再び支持し、処理基板１と基板保持
板２との間に処理基板１の搬送（搬出）のための空間を
作る。
基板搬入位置（図３の（ａ）に示した位置）にまで降下
する。降下の際、基板支持具４は基板保持板２上の処理
基板１を突き上げて再び支持し、処理基板１と基板保持
板２との間に処理基板１の搬送（搬出）のための空間を
作る。
【００１４】次に、基板挿入口８が開けられ、処理基板
１は基板挿入口８から基板搬送室４０内の搬送機構によ
り基板搬送室４０へ運び出される。
１は基板挿入口８から基板搬送室４０内の搬送機構によ
り基板搬送室４０へ運び出される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の処理方法に
おいて、搬送機構により運ばれた常温程度の処理基板１
は、基板保持板２によって片面から直接加熱される。こ
の方法では、処理基板１に、処理基板１の表面と裏面の
急激な温度差及び外周での放熱が大きいことによる基板
内外周の温度差に起因した変形が生じる（例えば、処理
基板１に反りが生じたりする）。変形した処理基板１は
基板保持板２から均等に熱を受けることができず、基板
面内に温度ばらつきが生じ、成膜均一性を大きく損ねる
という問題点があった。
おいて、搬送機構により運ばれた常温程度の処理基板１
は、基板保持板２によって片面から直接加熱される。こ
の方法では、処理基板１に、処理基板１の表面と裏面の
急激な温度差及び外周での放熱が大きいことによる基板
内外周の温度差に起因した変形が生じる（例えば、処理
基板１に反りが生じたりする）。変形した処理基板１は
基板保持板２から均等に熱を受けることができず、基板
面内に温度ばらつきが生じ、成膜均一性を大きく損ねる
という問題点があった。
【００１６】本発明の目的は、コールド・ウォール半導
体製造装置の片面加熱方式で発生する処理基板の変形を
抑制し、均一性良く基板を処理することのできる半導体
装置の製造方法を提供することにある。
体製造装置の片面加熱方式で発生する処理基板の変形を
抑制し、均一性良く基板を処理することのできる半導体
装置の製造方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明においては、請求
項１に記載したように、基板処理室内に設置された基板
保持板に基板を載置し、前記基板保持板からの伝熱によ
って前記基板を加熱しつつ前記基板を処理する半導体装
置の製造方法において、前記基板を前記基板処理室に搬
入後、前記基板を前記基板保持板から離間させた状態で
保持して前記基板面内に基板処理時とは異なる温度勾配
を与えた後に、前記基板を前記基板保持板に載置して前
記基板を処理することを特徴とする半導体装置の製造方
法を構成する。
項１に記載したように、基板処理室内に設置された基板
保持板に基板を載置し、前記基板保持板からの伝熱によ
って前記基板を加熱しつつ前記基板を処理する半導体装
置の製造方法において、前記基板を前記基板処理室に搬
入後、前記基板を前記基板保持板から離間させた状態で
保持して前記基板面内に基板処理時とは異なる温度勾配
を与えた後に、前記基板を前記基板保持板に載置して前
記基板を処理することを特徴とする半導体装置の製造方
法を構成する。
【００１８】また、本発明においては、請求項２に記載
したように、前記温度勾配は、基板中心部の温度の方が
基板外周部の温度よりも高くなるような温度勾配である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方
法を構成する。
したように、前記温度勾配は、基板中心部の温度の方が
基板外周部の温度よりも高くなるような温度勾配である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方
法を構成する。
【００１９】また、本発明においては、請求項３に記載
したように、前記温度勾配は、基板中心部の温度が基板
処理温度より高く、基板外周部の温度が基板処理温度よ
りも低くなるような温度勾配であることを特徴とする請
求項１に記載の半導体装置の製造方法を構成する。
したように、前記温度勾配は、基板中心部の温度が基板
処理温度より高く、基板外周部の温度が基板処理温度よ
りも低くなるような温度勾配であることを特徴とする請
求項１に記載の半導体装置の製造方法を構成する。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明は、処理基板を基板保持板
に載置して加熱する前に、処理基板と基板保持板との間
に所定距離を設け、予め面内に温度差をもたせた基板保
持板からの熱で間接的に処理基板を所定時間加熱するこ
とによって、処理基板面内に所定の温度差（温度勾配）
を与え、加熱された基板保持板に載置した際に生じる処
理基板内部と外周部の温度差（温度勾配）を緩和して変
形を抑制する。
に載置して加熱する前に、処理基板と基板保持板との間
に所定距離を設け、予め面内に温度差をもたせた基板保
持板からの熱で間接的に処理基板を所定時間加熱するこ
とによって、処理基板面内に所定の温度差（温度勾配）
を与え、加熱された基板保持板に載置した際に生じる処
理基板内部と外周部の温度差（温度勾配）を緩和して変
形を抑制する。
【００２１】本発明の実施の形態を、従来の熱ＣＶＤ
（化学気相堆積）薄膜形成装置を用いた場合を例とし
て、図１によって説明する。この場合の薄膜形成装置
は、処理基板の加熱を基板保持板からの伝熱によって行
うものであり、コールド・ウォール型と呼ばれているも
のである。
（化学気相堆積）薄膜形成装置を用いた場合を例とし
て、図１によって説明する。この場合の薄膜形成装置
は、処理基板の加熱を基板保持板からの伝熱によって行
うものであり、コールド・ウォール型と呼ばれているも
のである。
【００２２】本発明の特徴の１つは、図１の（ａ）に示
した状態を所定時間保持することにある。
した状態を所定時間保持することにある。
【００２３】図１の（ａ）において、基板処理装置３０
は、処理の対象となる処理基板１を一時的に支持する基
板支持具４（図の（ｂ）にも示す）、基板保持板２と抵
抗加熱ヒータ３とを有するヒータユニット２０、処理基
板１を装置３０の基板処理室５０内に搬入するための基
板挿入口８、基板挿入口８を開閉する開閉弁９、ヒータ
ユニット２０を基板処理室５０内で上昇及び降下させる
多段階調整可能な昇降機構１０（図中、昇降機構の駆動
部は図示せず、昇降部及び昇降移動距離範囲のみを双方
向矢印によって示す）、基板処理室５０内を排気するた
めの排気口７、基板処理室５０内にガスを供給するガス
供給口６、及び、ガスの処理基板１処理面への供給を均
一にするためのガス分散板５を有している。
は、処理の対象となる処理基板１を一時的に支持する基
板支持具４（図の（ｂ）にも示す）、基板保持板２と抵
抗加熱ヒータ３とを有するヒータユニット２０、処理基
板１を装置３０の基板処理室５０内に搬入するための基
板挿入口８、基板挿入口８を開閉する開閉弁９、ヒータ
ユニット２０を基板処理室５０内で上昇及び降下させる
多段階調整可能な昇降機構１０（図中、昇降機構の駆動
部は図示せず、昇降部及び昇降移動距離範囲のみを双方
向矢印によって示す）、基板処理室５０内を排気するた
めの排気口７、基板処理室５０内にガスを供給するガス
供給口６、及び、ガスの処理基板１処理面への供給を均
一にするためのガス分散板５を有している。
【００２４】基板支持具４は石英製のピンで構成され、
基板保持板２はサセプタと総称され、処理基板１を支持
するとともに、抵抗加熱ヒータ３から処理基板１への伝
熱を迅速かつ均一にする役割を果たす。この基板保持板
２は、図２に示したように、３つの領域、すなわち、処
理基板１の中心部に対応するＣ領域、処理基板１の中周
部に対応するＭ領域、処理基板１の外周部に対応するＯ
領域に分けられている。ガス供給口６は、基板処理室５
０内に所望のガス種を所望のガス流量、ガス比率で供給
するためのものであり、そのガスの処理基板１処理面へ
の供給はガス分散板５によって均一化されている。排気
口７は、未反応ガス及び反応過程で生成したガスを排気
するするためのものである。
基板保持板２はサセプタと総称され、処理基板１を支持
するとともに、抵抗加熱ヒータ３から処理基板１への伝
熱を迅速かつ均一にする役割を果たす。この基板保持板
２は、図２に示したように、３つの領域、すなわち、処
理基板１の中心部に対応するＣ領域、処理基板１の中周
部に対応するＭ領域、処理基板１の外周部に対応するＯ
領域に分けられている。ガス供給口６は、基板処理室５
０内に所望のガス種を所望のガス流量、ガス比率で供給
するためのものであり、そのガスの処理基板１処理面へ
の供給はガス分散板５によって均一化されている。排気
口７は、未反応ガス及び反応過程で生成したガスを排気
するするためのものである。
【００２５】この基板処理装置３０は、４００℃以上８
５０℃以下の高温、５００００Ｐａまでの高圧で、単一
基板毎の処理を可能とする。
５０℃以下の高温、５００００Ｐａまでの高圧で、単一
基板毎の処理を可能とする。
【００２６】本実施の形態において、図１の（ａ）に示
した状態を実現させるまでの操作は次の通りである。す
なわち、まず、処理基板１は、基板処理室５０と基板挿
入口８を通じて接続された基板搬送室４０（図中、その
位置のみを示す）に設けられた搬送機構により、基板挿
入口８を経て、基板処理室５０内に搬入され、基板保持
板２と空間を隔てて平行になるように基板支持具４上に
置かれる。但し、処理基板１搬入時には、ヒータユニッ
ト２０が図３の（ａ）に示した位置にまで下方向に移動
し、開閉弁９が図３の（ａ）に示した位置にまで下方向
に移動して基板挿入口８が開かれ、処理基板１が基板挿
入口８を通じて基板処理室５０内に搬入される。
した状態を実現させるまでの操作は次の通りである。す
なわち、まず、処理基板１は、基板処理室５０と基板挿
入口８を通じて接続された基板搬送室４０（図中、その
位置のみを示す）に設けられた搬送機構により、基板挿
入口８を経て、基板処理室５０内に搬入され、基板保持
板２と空間を隔てて平行になるように基板支持具４上に
置かれる。但し、処理基板１搬入時には、ヒータユニッ
ト２０が図３の（ａ）に示した位置にまで下方向に移動
し、開閉弁９が図３の（ａ）に示した位置にまで下方向
に移動して基板挿入口８が開かれ、処理基板１が基板挿
入口８を通じて基板処理室５０内に搬入される。
【００２７】次に、基板搬送室４０と基板処理室５０と
を基板処理中に隔離するため、基板挿入口８が開閉弁９
によって閉じられる。
を基板処理中に隔離するため、基板挿入口８が開閉弁９
によって閉じられる。
【００２８】次に、ヒータユニット２０は、図３の
（ａ）に示した位置から昇降機構１０によって上昇す
る。ヒータユニット２０上昇の際、基板保持具４上の処
理基板１と基板保持板２との間隔は次第に狭くなり、処
理基板１と基板保持板２との間隔が１〜５ｍｍ程度とな
ったところで停止する。これによって、処理基板１を基
板保持板２から所定間隔だけ離間させた状態、すなわち
図１の（ａ）に示した状態が実現する。上記の間隔は、
一義的に決められるものではなく、任意に調節されるこ
とは当然である。この状態を５秒から３０秒維持するこ
とで処理基板１の予備加熱を行う。
（ａ）に示した位置から昇降機構１０によって上昇す
る。ヒータユニット２０上昇の際、基板保持具４上の処
理基板１と基板保持板２との間隔は次第に狭くなり、処
理基板１と基板保持板２との間隔が１〜５ｍｍ程度とな
ったところで停止する。これによって、処理基板１を基
板保持板２から所定間隔だけ離間させた状態、すなわち
図１の（ａ）に示した状態が実現する。上記の間隔は、
一義的に決められるものではなく、任意に調節されるこ
とは当然である。この状態を５秒から３０秒維持するこ
とで処理基板１の予備加熱を行う。
【００２９】この予備加熱の際に、基板保持板２のＣ領
域には処理温度に対して＋１０℃から＋５０℃の温度差
を、Ｍ領域には処理温度に対して＋５℃から＋１０℃の
温度差を、Ｏ領域には処理温度に対して−１０℃から−
５５℃の温度差をそれぞれ設け、そのような温度差（温
度勾配）に起因する温度差（温度勾配）を処理基板１の
面内に与える。例えば、処理温度を７００℃とした場
合、基板保持板２のＣ領域の温度を７５０℃、Ｍ領域の
温度を７１０℃、Ｏ領域の温度を６５０℃等として予備
加熱を行う。その後、基板保持板２の温度を処理温度に
変更し、ヒータユニット２０を更に上昇させて処理基板
１を基板保持板２へ載置して基板処理位置（図１の
（ｂ）に示す）へ到る。この予備加熱に必要な時間は、
与える温度差、処理基板および基板保持板により異な
り、適切な時間に選ばれる。上記の予備加熱工程におい
て、処理基板１における温度勾配は、基板中心部の温度
の方が基板外周部の温度よりも高くなるような温度勾配
であり、また、基板中心部の温度が基板処理温度より高
く、基板外周部の温度が基板処理温度よりも低くなるよ
うな温度勾配である。
域には処理温度に対して＋１０℃から＋５０℃の温度差
を、Ｍ領域には処理温度に対して＋５℃から＋１０℃の
温度差を、Ｏ領域には処理温度に対して−１０℃から−
５５℃の温度差をそれぞれ設け、そのような温度差（温
度勾配）に起因する温度差（温度勾配）を処理基板１の
面内に与える。例えば、処理温度を７００℃とした場
合、基板保持板２のＣ領域の温度を７５０℃、Ｍ領域の
温度を７１０℃、Ｏ領域の温度を６５０℃等として予備
加熱を行う。その後、基板保持板２の温度を処理温度に
変更し、ヒータユニット２０を更に上昇させて処理基板
１を基板保持板２へ載置して基板処理位置（図１の
（ｂ）に示す）へ到る。この予備加熱に必要な時間は、
与える温度差、処理基板および基板保持板により異な
り、適切な時間に選ばれる。上記の予備加熱工程におい
て、処理基板１における温度勾配は、基板中心部の温度
の方が基板外周部の温度よりも高くなるような温度勾配
であり、また、基板中心部の温度が基板処理温度より高
く、基板外周部の温度が基板処理温度よりも低くなるよ
うな温度勾配である。
【００３０】このような、温度勾配を有する基板保持板
２による空間を介した処理基板１の予備加熱により、処
理基板１面内に、処理基板１が基板保持板２に載置され
た直後の基板保持板２からの直接伝熱によって生じる温
度勾配とは反対の温度勾配を発生させておくことによ
り、処理基板１が基板保持板２に載置されてからの処理
基板１の熱変形を抑制することができ、その結果とし
て、処理基板１は基板保持板２から均等に熱を受け、面
内温度差が少ない状態で、処理基板１の面上に均一な成
膜が行われるようになる。
２による空間を介した処理基板１の予備加熱により、処
理基板１面内に、処理基板１が基板保持板２に載置され
た直後の基板保持板２からの直接伝熱によって生じる温
度勾配とは反対の温度勾配を発生させておくことによ
り、処理基板１が基板保持板２に載置されてからの処理
基板１の熱変形を抑制することができ、その結果とし
て、処理基板１は基板保持板２から均等に熱を受け、面
内温度差が少ない状態で、処理基板１の面上に均一な成
膜が行われるようになる。
【００３１】図１の（ａ）に示した状態を所定時間維持
した後の工程は、従来技術におけるものと変わらない。
すなわち、まず、ヒータユニット２０は、図１の（ａ）
に示した位置から基板処理位置（図１の（ｂ）に示した
位置）まで、昇降機構１０によって上昇する。ヒータユ
ニット２０上昇の際、基板支持具４上の処理基板１と基
板保持板２との間隔はさらに狭くなり、ヒータユニット
２０が基板処理位置に到達する前に、その間隔が無くな
った時点において、基板支持具４に代わって基板保持板
２が処理基板１を保持し、そのままさらに上昇して、図
１の（ｂ）における位置（基板処理位置）で停止する。
処理基板１は、抵抗加熱ヒータ３で加熱されて高温とな
っている基板保持板２からの直接伝熱によって加熱され
る。この際、本実施の形態においては、従来技術の場合
と異なり、処理基板１が所定の温度勾配を有するよう十
分に予備加熱されているので、従来技術において見られ
た処理基板１の温度不均一性による変形は見られず、処
理基板１は基板保持板２によって均等に加熱される。
した後の工程は、従来技術におけるものと変わらない。
すなわち、まず、ヒータユニット２０は、図１の（ａ）
に示した位置から基板処理位置（図１の（ｂ）に示した
位置）まで、昇降機構１０によって上昇する。ヒータユ
ニット２０上昇の際、基板支持具４上の処理基板１と基
板保持板２との間隔はさらに狭くなり、ヒータユニット
２０が基板処理位置に到達する前に、その間隔が無くな
った時点において、基板支持具４に代わって基板保持板
２が処理基板１を保持し、そのままさらに上昇して、図
１の（ｂ）における位置（基板処理位置）で停止する。
処理基板１は、抵抗加熱ヒータ３で加熱されて高温とな
っている基板保持板２からの直接伝熱によって加熱され
る。この際、本実施の形態においては、従来技術の場合
と異なり、処理基板１が所定の温度勾配を有するよう十
分に予備加熱されているので、従来技術において見られ
た処理基板１の温度不均一性による変形は見られず、処
理基板１は基板保持板２によって均等に加熱される。
【００３２】次に、このような、図１の（ｂ）に示した
状態において、加熱された処理基板１は、上部のガス供
給口６より導入され、ガス分散板５で処理基板１の処理
面に均等になるように拡散されたガスにより処理、すな
わち熱ＣＶＤ処理される。
状態において、加熱された処理基板１は、上部のガス供
給口６より導入され、ガス分散板５で処理基板１の処理
面に均等になるように拡散されたガスにより処理、すな
わち熱ＣＶＤ処理される。
【００３３】上記の基板処理後、ヒータユニット２０
は、従来技術の場合と同様に、搬入位置（図３の（ａ）
に示した位置）にまで降下する。降下の際、基板支持具
４は基板保持板２上の処理基板１を突き上げて再び支持
し、処理基板１と基板保持板２との間に処理基板１の搬
送のための空間を作る。
は、従来技術の場合と同様に、搬入位置（図３の（ａ）
に示した位置）にまで降下する。降下の際、基板支持具
４は基板保持板２上の処理基板１を突き上げて再び支持
し、処理基板１と基板保持板２との間に処理基板１の搬
送のための空間を作る。
【００３４】次に、基板挿入口８が開けられ、処理基板
１は基板挿入口８から基板搬送室４０内の搬送機構によ
り基板搬送室４０へ運び出される。
１は基板挿入口８から基板搬送室４０内の搬送機構によ
り基板搬送室４０へ運び出される。
【００３５】以上に説明したように、本発明の実施によ
り、コールド・ウォール型半導体製造装置の片面加熱方
式で発生する処理基板の変形を抑制し、基板を均一に加
熱することで均一性良く処理することができ、基板処理
の歩留りが向上する効果が得られる。
り、コールド・ウォール型半導体製造装置の片面加熱方
式で発生する処理基板の変形を抑制し、基板を均一に加
熱することで均一性良く処理することができ、基板処理
の歩留りが向上する効果が得られる。
【００３６】以上の説明においては、本発明の実施の形
態を、コールド・ウォール型熱ＣＶＤ薄膜形成装置を用
いた場合を例として説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、基板の酸化処理、窒化処理、不純物
拡散処理、あるいは基板上への薄膜堆積処理等の、基板
を処理する半導体装置の製造方法に適用されることはい
うまでもない。
態を、コールド・ウォール型熱ＣＶＤ薄膜形成装置を用
いた場合を例として説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、基板の酸化処理、窒化処理、不純物
拡散処理、あるいは基板上への薄膜堆積処理等の、基板
を処理する半導体装置の製造方法に適用されることはい
うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】本発明を用いることにより、従来技術で
問題となるコールド・ウォール半導体製造装置の片面加
熱方式で発生する処理基板の変形を抑制し、均一性良く
基板を処理することのできる半導体製造装置の製造方法
を提供することができる。
問題となるコールド・ウォール半導体製造装置の片面加
熱方式で発生する処理基板の変形を抑制し、均一性良く
基板を処理することのできる半導体製造装置の製造方法
を提供することができる。
【００３８】また、装置へ新たに予備加熱機構を設ける
必要がないため、コスト削減及び省スペース化を計るこ
とができる。
必要がないため、コスト削減及び省スペース化を計るこ
とができる。
【図１】本発明の実施の形態を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態における基板保持板に設け
た温度差を説明する図である。
た温度差を説明する図である。
【図３】従来技術による基板の処理方法を説明する図で
ある。
ある。
１…処理基板、２…基板保持板、３…抵抗加熱ヒータ、
４…基板支持具、５…ガス分散板、６…ガス供給口、７
…排気口、８…基板挿入口、９…開閉弁、１０…昇降機
構、２０…ヒータユニット、３０…基板処理装置、４０
…基板搬送室、５０…基板処理室。
４…基板支持具、５…ガス分散板、６…ガス供給口、７
…排気口、８…基板挿入口、９…開閉弁、１０…昇降機
構、２０…ヒータユニット、３０…基板処理装置、４０
…基板搬送室、５０…基板処理室。
フロントページの続き
(72)発明者 坂本 農
東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式
会社日立国際電気内
(72)発明者 石坂 光範
東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式
会社日立国際電気内
Ｆターム(参考） 4K030 CA04 CA12 FA10 JA08 JA10
KA24
5F031 CA02 HA33 HA37 HA58 MA28
MA30 NA09 PA11
5F045 AA03 AA20 BB02 DP03 EK30
EM06 EM10
Claims (3)
- 【請求項１】基板処理室内に設置された基板保持板に基
板を載置し、前記基板保持板からの伝熱によって前記基
板を加熱しつつ前記基板を処理する半導体装置の製造方
法において、前記基板を前記基板処理室に搬入後、前記
基板を前記基板保持板から離間させた状態で保持して前
記基板面内に基板処理時とは異なる温度勾配を与えた後
に、前記基板を前記基板保持板に載置して前記基板を処
理することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記温度勾配は、基板中心部の温度の方が
基板外周部の温度よりも高くなるような温度勾配である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】前記温度勾配は、基板中心部の温度が基板
処理温度より高く、基板外周部の温度が基板処理温度よ
りも低くなるような温度勾配であることを特徴とする請
求項１に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002076013A JP2003273032A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002076013A JP2003273032A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003273032A true JP2003273032A (ja) | 2003-09-26 |
Family
ID=29204928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002076013A Pending JP2003273032A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003273032A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010074038A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Nuflare Technology Inc | 半導体製造方法および半導体製造装置 |
| JP2014229715A (ja) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2015154061A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
2002
- 2002-03-19 JP JP2002076013A patent/JP2003273032A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010074038A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Nuflare Technology Inc | 半導体製造方法および半導体製造装置 |
| US9552983B2 (en) | 2008-09-22 | 2017-01-24 | Nuflare Technology, Inc. | Manufacturing method for semiconductor device |
| JP2014229715A (ja) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2015154061A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
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