JP2003282558A - Heat treatment apparatus - Google Patents

Heat treatment apparatus

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JP2003282558A
JP2003282558A JP2002082697A JP2002082697A JP2003282558A JP 2003282558 A JP2003282558 A JP 2003282558A JP 2002082697 A JP2002082697 A JP 2002082697A JP 2002082697 A JP2002082697 A JP 2002082697A JP 2003282558 A JP2003282558 A JP 2003282558A
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JP
Japan
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substrate
heat treatment
treatment apparatus
thickness
auxiliary ring
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP2002082697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Kobayashi
俊幸 小林
Yoshihiro Koyama
芳弘 小山
Mitsukazu Takahashi
光和 高橋
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to US10/394,895 priority patent/US6868302B2/en
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Priority to US11/064,755 priority patent/US7371997B2/en
Abandoned legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus in which the uniformity of substrate temperature is improved. <P>SOLUTION: In a heat treatment apparatus for performing heat treatment on a substrate 9, a lamp group for irradiating light to the substrate 9 and an annular shaped auxiliary ring 31 for supporting the substrate 9 are arranged. The auxiliary ring 31 has an annular support portion 311 projected inwardly from an inner circumferential surface 310, and the portion 311 supports the outer edge 91 of the substrate 9 while contacting with the bottom of the substrate. Assuming that the width of the substrate 9 overlapped with the portion 311 is a support width W, the thickness of the portion 311 is a support portion thickness T, and the thickness of the substrate is a substrate thickness Tw, the width W and the thickness T are determined such that ((T×W)≤(Tw×2)) is satisfied. This improves the uniformity of the temperature of a substrate to be heated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に加熱を伴う
処理を行う熱処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus for performing a process involving heating a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体等のデバイスの微細加工の要求が
高まるにつれ、半導体基板(以下、「基板」という。)
の加熱工程の1つとして急速加熱工程(Rapid Thermal
Process、以下、「RTP」という。)が重要な役割を
果たしている。RTPでは主にランプが加熱源として用
いられ、処理室内を所定のガス雰囲気に保ちつつ秒オー
ダーで基板が所定の温度(例えば、1100℃)に加熱
され(昇温工程)、一定時間(例えば、数十秒)だけそ
の温度に維持された後(保持工程)、ランプを消灯する
ことにより急速冷却が行われる。
2. Description of the Related Art As the demand for fine processing of devices such as semiconductors increases, semiconductor substrates (hereinafter referred to as "substrates").
Rapid thermal process (Rapid Thermal
Process, hereinafter referred to as "RTP". ) Plays an important role. In RTP, a lamp is mainly used as a heating source, a substrate is heated to a predetermined temperature (for example, 1100 ° C.) on the order of seconds while maintaining a predetermined gas atmosphere in the processing chamber (heating process), and a predetermined time (for example, After the temperature is maintained for only a few tens of seconds (holding step), the lamp is turned off to perform rapid cooling.

【0003】RTPにより、基板に作り込まれたトラン
ジスタの接合層における熱による不純物の再拡散防止、
酸化膜等の絶縁膜の薄膜化等、従来の電気炉による長時
間の熱処理では実現困難であった処理が行われる。
The RTP prevents re-diffusion of impurities due to heat in the junction layer of the transistor built in the substrate,
A process such as thinning of an insulating film such as an oxide film, which is difficult to be realized by a conventional heat treatment for a long time in an electric furnace, is performed.

【0004】RTPを行う熱処理装置においては、基板
の外縁部に当接することにより基板を支持する補助リン
グが設けられる。補助リングはRTP中の基板の温度を
測定するために基板の裏面側に配置された温度計にラン
プからの光が入射することを防ぐとともに、基板と一体
的に加熱されることにより基板の表面の温度均一性を向
上する。
In the heat treatment apparatus for performing RTP, an auxiliary ring for supporting the substrate by contacting the outer edge of the substrate is provided. The auxiliary ring prevents the light from the lamp from entering the thermometer placed on the back side of the substrate to measure the temperature of the substrate during the RTP, and is heated integrally with the substrate so that the surface of the substrate is Improve temperature uniformity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、基板と補助
リングとが接する部分では双方を合わせた厚みが基板の
みが存在する部位よりも大きくなることから、基板の外
縁部では擬似的に単位面積当たりの熱容量が大きくなっ
てしまい、上述の昇温工程および保持工程の双方におい
て基板の温度均一性を保つことが困難となる。その結
果、例えば、酸化膜等を生成する際の膜厚のばらつき
を、今後一層厳しく求められる範囲内に抑えることが困
難となってしまう。以下、従来の熱処理装置による酸化
膜生成の例を示す。
However, since the combined thickness of the portion where the substrate and the auxiliary ring are in contact with each other is larger than the portion where only the substrate exists, the outer edge portion of the substrate is quasi unit area per unit area. Therefore, it becomes difficult to maintain the temperature uniformity of the substrate in both the temperature raising step and the holding step. As a result, for example, it becomes difficult to suppress the variation in film thickness when forming an oxide film or the like within a range that is required more strictly in the future. An example of oxide film formation by a conventional heat treatment apparatus will be shown below.

【0006】図1はRTPにおける基板温度の時間的変
化を示す図である。横軸は時間、縦軸は基板温度を示し
ている。図1中の時刻t1からt2までの工程は基板温
度を昇温する昇温工程であり、時刻t2からt3までの
工程は基板温度を目標温度Aに保つ保持工程である。従
来の熱処理装置を用いてこのようなRTPを行った場合
における基板上の位置と酸化膜の膜厚との関係を図2に
示す。横軸は基板の中心からの距離を示し、縦軸は距離
に対する酸化膜の平均膜厚を示している。
FIG. 1 is a diagram showing a temporal change of a substrate temperature in RTP. The horizontal axis represents time and the vertical axis represents substrate temperature. The process from time t1 to t2 in FIG. 1 is a temperature raising process for raising the substrate temperature, and the process from time t2 to t3 is a holding process for keeping the substrate temperature at the target temperature A. FIG. 2 shows the relationship between the position on the substrate and the film thickness of the oxide film when such RTP is performed using the conventional heat treatment apparatus. The horizontal axis shows the distance from the center of the substrate, and the vertical axis shows the average film thickness of the oxide film with respect to the distance.

【0007】図2に示すように、距離R1付近よりも内
側(基板の中心側)では安定した膜厚となるが、基板外
縁部に対応する距離R2に近づくと急激に膜厚が増大す
る。これは、保持工程において補助リングの温度が基板
温度よりも高くなってしまい、補助リングから伝導され
る熱により基板外縁部の温度が内側の部分に比べて高く
なることが原因であると考えられる。
As shown in FIG. 2, the film thickness is stable inside the vicinity of the distance R1 (on the center side of the substrate), but the film thickness rapidly increases as the distance R2 corresponding to the outer edge of the substrate is approached. It is considered that this is because the temperature of the auxiliary ring becomes higher than the substrate temperature in the holding step, and the temperature of the outer edge portion of the substrate becomes higher than that of the inner portion due to the heat conducted from the auxiliary ring. .

【0008】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、ランプを用いる熱処理装置において基板温度の均一
性を向上することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to improve the uniformity of substrate temperature in a heat treatment apparatus using a lamp.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、基板に光を照射して加熱を伴う処理を行う熱処理装
置であって、上方から基板に光を照射するランプと、基
板の外縁部を下方から当接して支持する円環状の支持部
を有するとともに前記外縁部から外側に広がる補助リン
グとを備え、支持される基板の外縁部と前記支持部とが
重なる支持幅と前記支持部の厚みとを乗算した値が、前
記基板の厚みを2倍した値以下とされる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus for irradiating a substrate with light to perform a process involving heating, which comprises a lamp for irradiating the substrate with light from above and a substrate. A support width that has an annular support portion that abuts and supports the outer edge portion from below, and an auxiliary ring that spreads outward from the outer edge portion, and the support width and the support at which the outer edge portion of the substrate to be supported overlaps the support portion A value obtained by multiplying the thickness of the part is equal to or less than a value obtained by doubling the thickness of the substrate.

【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の熱処理装置であって、前記乗算した値が1.5平方ミ
リメートル以下である。
A second aspect of the present invention is the heat treatment apparatus according to the first aspect, wherein the multiplied value is 1.5 mm 2 or less.

【0011】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の熱処理装置であって、前記支持幅が3ミリメ
ートル以下である。
The invention according to claim 3 is the heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the support width is 3 mm or less.

【0012】請求項4に記載の発明は、請求項1ないし
3のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記支持部
の厚みが0.5ミリメートル以下である。
A fourth aspect of the present invention is the heat treatment apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the thickness of the supporting portion is 0.5 mm or less.

【0013】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし
4のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記補助リ
ングが、炭化ケイ素により形成される。
A fifth aspect of the present invention is the heat treatment apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the auxiliary ring is made of silicon carbide.

【0014】請求項6に記載の発明は、請求項1ないし
5のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記補助リ
ングが、基板の外周面と対向する円筒状の面を有する。
The invention according to claim 6 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the auxiliary ring has a cylindrical surface facing the outer peripheral surface of the substrate.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図3および図4は、本発明の一の
実施の形態に係る熱処理装置1の構成を示す縦断面図で
あり、図3における切断面と図4における切断面とは熱
処理装置1のZ方向を向く中心軸1aで垂直に交差す
る。図3および図4では細部の断面に対する平行斜線の
記載を省略している。
3 and 4 are vertical cross-sectional views showing the structure of a heat treatment apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The cross section in FIG. 3 and the cross section in FIG. The heat treatment apparatus 1 intersects vertically with the central axis 1a facing the Z direction. In FIGS. 3 and 4, the illustration of parallel diagonal lines with respect to the detailed cross section is omitted.

【0016】熱処理装置1は、装置本体である本体部1
1、本体部11の上部を覆う蓋部12、および、本体部
11の中央底面に配置された反射板13を有し、これら
により内部空間が形成される。内部空間は石英にて形成
されたチャンバ窓21により上下に仕切られ、下部の処
理空間10では基板9が後述する支持リング群30によ
り支持される。なお、チャンバ窓21と本体部11との
間は図示しないOリングによりシールされ、本体部11
の内側面は円筒面となっている。
The heat treatment apparatus 1 has a main body 1 which is the main body of the apparatus.
1, a lid portion 12 that covers the upper portion of the main body portion 11, and a reflection plate 13 that is disposed on the central bottom surface of the main body portion 11, and these forms an internal space. The inner space is vertically divided by a chamber window 21 made of quartz, and the substrate 9 is supported by a support ring group 30 described later in the lower processing space 10. The chamber window 21 and the body 11 are sealed by an O-ring (not shown),
The inner surface of is a cylindrical surface.

【0017】本体部11の側壁には複数のガス導入口1
11および排気口112が形成されており、排気口11
2から処理空間10内のガスが(強制)排気されたり、
ガス導入口111を介して基板9に施される処理の種類
に応じたガス(例えば、窒素、酸素)が導入されること
により、処理空間10のガス置換が行われる。なお、基
板9とチャンバ窓21との間には多数の穴が形成された
石英のシャワープレート22が設けられ、ガス導入口1
11から導入されたガスがシャワープレート22を介し
て基板9の上面に均一に付与される。処理に用いられた
ガスは、処理空間10の下方から排気口112へと導か
れる。
A plurality of gas inlets 1 are provided on the side wall of the main body 11.
11 and the exhaust port 112 are formed, the exhaust port 11
The gas in the processing space 10 is (forced) exhausted from 2,
The gas in the processing space 10 is replaced by introducing a gas (for example, nitrogen, oxygen) according to the type of processing performed on the substrate 9 through the gas introduction port 111. A quartz shower plate 22 having a large number of holes is provided between the substrate 9 and the chamber window 21.
The gas introduced from 11 is uniformly applied to the upper surface of the substrate 9 via the shower plate 22. The gas used for the treatment is guided to the exhaust port 112 from below the treatment space 10.

【0018】図3および図4に示すように、支持リング
群30は中心軸1aを中心とする円筒状の円筒部材33
により支持され、円筒部材33の下端にはカップリング
部材331が取り付けられる。本体部11の外部下方に
はカップリング部材331と対向するカップリング部材
332が設けられ、カップリング部材331およびカッ
プリング部材332により磁気的なカップリング機構が
構成される。カップリング部材332は図4に示すモー
タ333により中心軸1aを中心に回転する。これによ
り、本体部11内部のカップリング部材331が磁気的
作用により回転し、基板9および支持リング群30が中
心軸1aを中心に回転する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the support ring group 30 has a cylindrical cylindrical member 33 centered on the central axis 1a.
And the coupling member 331 is attached to the lower end of the cylindrical member 33. A coupling member 332 facing the coupling member 331 is provided below the outside of the main body 11, and the coupling member 331 and the coupling member 332 constitute a magnetic coupling mechanism. The coupling member 332 rotates about the central shaft 1a by the motor 333 shown in FIG. As a result, the coupling member 331 inside the main body 11 rotates by a magnetic action, and the substrate 9 and the support ring group 30 rotate about the central axis 1a.

【0019】蓋部12の下面は基板9の上面に対向する
反射面(以下、「リフレクタ」という。)121となっ
ており、リフレクタ121に沿ってそれぞれが図3中の
X方向を向くように棒状の上段ランプ群41が配列され
る。上段ランプ群41からの光のうち上方に出射される
ものはリフレクタ121により反射され、基板9に照射
される。
The lower surface of the lid portion 12 is a reflecting surface (hereinafter referred to as "reflector") 121 which faces the upper surface of the substrate 9, and along the reflector 121, each faces in the X direction in FIG. A rod-shaped upper stage lamp group 41 is arranged. The light emitted upward from the light from the upper lamp group 41 is reflected by the reflector 121 and is irradiated on the substrate 9.

【0020】上段ランプ群41の下方(すなわち、上段
ランプ群41と基板9との間)には、それぞれがY方向
を向くように棒状の下段ランプ群42が配置される。す
なわち、上段ランプ群41と下段ランプ群42とは互い
に直交するように蓋部12に取り付けられる。
Below the upper lamp group 41 (that is, between the upper lamp group 41 and the substrate 9), rod-shaped lower lamp groups 42 are arranged so as to face the Y direction. That is, the upper lamp group 41 and the lower lamp group 42 are attached to the lid 12 so as to be orthogonal to each other.

【0021】上段ランプ群41および下段ランプ群42
のそれぞれは、中心軸1aからの距離に応じて小グルー
プに分けられている。図4ではグループ分けされた上段
ランプ群41のランプに中心軸1a側から符号411,
412,413,414を付しており、図3ではグルー
プ分けされた下段ランプ群42のランプに中心軸1a側
から符号421,422,423,424を付してい
る。
Upper lamp group 41 and lower lamp group 42
Are divided into small groups according to the distance from the central axis 1a. In FIG. 4, the lamps of the upper lamp group 41 divided into groups are denoted by reference numeral 411 from the central axis 1a side.
412, 413, and 414 are attached, and in FIG. 3, the lamps of the lower lamp group 42 divided into groups are attached with reference numerals 421, 422, 423, and 424 from the central axis 1a side.

【0022】図5は、小グループに分けられたランプと
ランプに電力を供給するランプ制御部6との接続関係を
示すブロック図である(複数のランプであっても1つの
ブロックにて示している。)。図5に示すように、各グ
ループ(上段ランプ群41のランプ411〜414、お
よび、下段ランプ群42のランプ421〜424)は個
別にランプ制御部6に接続され、互いに独立して電力が
供給される。これにより、基板9の上面に照射される光
の強度分布が制御される。
FIG. 5 is a block diagram showing a connection relationship between lamps divided into small groups and a lamp control unit 6 for supplying electric power to the lamps (even a plurality of lamps are shown by one block. .). As shown in FIG. 5, each group (lamps 411 to 414 of the upper lamp group 41, and lamps 421 to 424 of the lower lamp group 42) is individually connected to the lamp control unit 6 and supplied with power independently of each other. To be done. As a result, the intensity distribution of the light with which the upper surface of the substrate 9 is irradiated is controlled.

【0023】図6は図4中の矢印A−Aの位置から見た
ときの円筒部材33から内側を示す図であり、図7は基
板9が支持リング群30に支持される様子を示す拡大断
面図である。
FIG. 6 is a view showing the inside from the cylindrical member 33 when viewed from the position of the arrow AA in FIG. 4, and FIG. 7 is an enlarged view showing a state in which the substrate 9 is supported by the support ring group 30. FIG.

【0024】図6および図7に示すように、支持リング
群30は基板9が載置される円環状の補助リング31お
よび補助リング31を外側から支持する円環状の緩衝リ
ング32により構成される。補助リング31および緩衝
リング32は共に基板9と比熱が近い炭化ケイ素(Si
C)にて形成される。補助リング31は内周面310に
中心軸1a側に突出する円環状の支持部311を有し、
外部の搬送機構により処理空間10内へと搬送された基
板9は、基板9の外縁部91に支持部311が下方から
当接することにより支持される。基板9が補助リング3
1に載置された状態では、基板9の外周面90と補助リ
ング31の内周面310とが対向し、補助リング31は
基板9の外縁部91から外側へと広がるように位置す
る。なお、以下の説明において、図7中に示すように基
板9の厚みを基板厚Tw、支持部311の厚みを支持部
厚T、基板9と支持部311とが重なる幅を支持幅Wと
呼ぶ。
As shown in FIGS. 6 and 7, the support ring group 30 is composed of an annular auxiliary ring 31 on which the substrate 9 is placed and an annular buffer ring 32 which supports the auxiliary ring 31 from the outside. . The auxiliary ring 31 and the buffer ring 32 are both made of silicon carbide (Si) having a specific heat close to that of the substrate 9.
C). The auxiliary ring 31 has an annular support portion 311 protruding on the inner peripheral surface 310 toward the central axis 1a,
The substrate 9 transported into the processing space 10 by the external transport mechanism is supported by the support portion 311 coming into contact with the outer edge portion 91 of the substrate 9 from below. Substrate 9 is auxiliary ring 3
In the state of being mounted on the substrate 1, the outer peripheral surface 90 of the substrate 9 and the inner peripheral surface 310 of the auxiliary ring 31 face each other, and the auxiliary ring 31 is positioned so as to spread outward from the outer edge portion 91 of the substrate 9. In the following description, as shown in FIG. 7, the thickness of the substrate 9 is called the substrate thickness Tw, the thickness of the supporting portion 311 is called the supporting portion thickness T, and the width at which the substrate 9 and the supporting portion 311 overlap is called the supporting width W. .

【0025】補助リング31は同心円環状の緩衝リング
32に外方から支持され、緩衝リング32は前述の円筒
部材33に支持される。そして、図7に示すように補助
リング31と緩衝リング32との係合部391、およ
び、緩衝リング32と円筒部材33との係合部392が
それぞれ間隙(遊び)を有することにより、加熱により
補助リング31および緩衝リング32が膨張したとして
も過大な応力による割れが防止される。
The auxiliary ring 31 is supported from the outside by a concentric annular buffer ring 32, and the buffer ring 32 is supported by the aforementioned cylindrical member 33. Then, as shown in FIG. 7, the engaging portion 391 of the auxiliary ring 31 and the buffer ring 32 and the engaging portion 392 of the buffer ring 32 and the cylindrical member 33 each have a gap (play), so that by heating. Even if the auxiliary ring 31 and the buffer ring 32 expand, cracks due to excessive stress are prevented.

【0026】図4および図6に示すように、基板9の下
方には、中心軸1aから外側に向かって複数の放射温度
計51〜53が取り付けられる。放射温度計51〜53
は反射板13に設けられた窓部材50を介して基板9か
らの赤外光を受光することにより基板9の温度を測定す
る。支持リング群30に載置された基板9は回転するこ
とから複数の放射温度計51〜53により中心軸1aか
らの距離に応じた基板9の温度が測定される。その際、
基板9、支持リング群30および円筒部材33によりラ
ンプ群41,42からの赤外線が放射温度計51〜53
に入射することが阻止され、放射温度計51〜53によ
り正確な温度測定が行われる。
As shown in FIGS. 4 and 6, a plurality of radiation thermometers 51 to 53 are attached below the substrate 9 from the central axis 1a toward the outside. Radiation thermometer 51-53
Measures the temperature of the substrate 9 by receiving infrared light from the substrate 9 through the window member 50 provided on the reflection plate 13. Since the substrate 9 placed on the support ring group 30 rotates, the temperature of the substrate 9 corresponding to the distance from the central axis 1a is measured by the plurality of radiation thermometers 51 to 53. that time,
Infrared rays from the lamp groups 41 and 42 are radiated by the substrate 9, the support ring group 30, and the cylindrical member 33.
Is prevented, and the radiation thermometers 51 to 53 accurately measure the temperature.

【0027】基板9に加熱を伴う処理が行われる際に
は、例えば、放射温度計51の測定結果に応じてランプ
411,421への電力供給が制御され、同様に、放射
温度計52,53の測定結果に応じてランプ412,4
22、ランプ413,423への電力供給がそれぞれ制
御される。また、主に補助リング31に向けて赤外線の
照射を行うランプ414,424に関しては、予め決め
られたプロファイルに従って電力が供給される。このと
き、基板9および支持リング群30はモータ333およ
びカップリング機構により構成される回転機構により回
転し、基板9の温度が可能な限り均一となるように基板
9の加熱が制御される。
When the substrate 9 is heated, for example, the power supply to the lamps 411 and 421 is controlled according to the measurement result of the radiation thermometer 51. Similarly, the radiation thermometers 52 and 53 are controlled. Lamps 412 and 4 according to the measurement results of
22, the power supply to the lamps 413 and 423 is controlled respectively. Further, the lamps 414 and 424, which mainly irradiate infrared rays toward the auxiliary ring 31, are supplied with electric power according to a predetermined profile. At this time, the substrate 9 and the support ring group 30 are rotated by the rotating mechanism including the motor 333 and the coupling mechanism, and the heating of the substrate 9 is controlled so that the temperature of the substrate 9 becomes as uniform as possible.

【0028】図8は、熱処理装置1におけるRTPによ
り酸化膜を生成する際に、図7に示す支持部厚Tおよび
支持幅Wを表1のように変更した場合に、基板外縁部と
基板中央側との膜厚差D(図2参照)と、支持部厚Tと
支持幅Wとの積(T×W)との関係を示す図である。
FIG. 8 shows the case where the support portion thickness T and the support width W shown in FIG. 7 are changed as shown in FIG. It is a figure which shows the relationship between the film thickness difference D with the side (refer FIG. 2), and the product (TxW) of the support part thickness T and the support width W.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】測定に際しては、直径が200mm、基板
厚Twが0.725mmの基板を目標温度1100℃ま
で約100℃/sで急速加熱した後、60秒間目標温度
を保持している。また、膜厚差Dを求めるために基板外
縁部から内側へ2mmの位置(図2の距離R2の位置に
相当)と10mmの位置(距離R1の位置に相当)とに
おいて膜厚を測定している。なお、基板外縁部から10
mmの位置よりも内側では膜厚が略一定であり、平均膜
厚が約11nmとなることが確認されている。
In the measurement, a substrate having a diameter of 200 mm and a substrate thickness Tw of 0.725 mm is rapidly heated to a target temperature of 1100 ° C. at about 100 ° C./s, and then the target temperature is maintained for 60 seconds. Further, in order to obtain the film thickness difference D, the film thickness is measured at a position 2 mm inward from the outer edge of the substrate (corresponding to the position of the distance R2 in FIG. 2) and a position 10 mm (corresponding to the position of the distance R1). There is. It should be noted that 10
It has been confirmed that the film thickness is substantially constant inside the position of mm, and the average film thickness is about 11 nm.

【0031】図8より、膜厚差Dと(T×W)との間に
は直線Zで示される比例関係が存在することが分かる。
ここで、許容される膜厚のばらつきを±1%とすると許
容される膜厚差Dは約0.22nm(平均膜厚11nm
の2%)となる。したがって、直線Zにより(T×W)
がおよそ1.5mm以下であれば、膜厚のばらつきを
±1%以下とすることができるといえる。ここで、基板
厚Twが小さいほど膜厚のばらつきが支持部厚Tおよび
支持幅Wの影響を受けること、および、測定に際して基
板厚Twが0.725mmの基板9を使用したことを考
慮すると、(T×W)が基板厚Twのおよそ2倍の値以
下であれば、膜厚のばらつきを平均膜厚の±1%以内と
することができると推定される。つまり、((T×W)
≦(Tw×2))に示す関係が満たされることにより、
基板9の温度均一性を向上することが実現される。
It can be seen from FIG. 8 that there is a proportional relationship indicated by the straight line Z between the film thickness difference D and (T × W).
Here, when the variation in the allowable film thickness is ± 1%, the allowable film thickness difference D is about 0.22 nm (average film thickness 11 nm
2%). Therefore, by the straight line Z (T × W)
It can be said that the variation of the film thickness can be set to ± 1% or less when is less than about 1.5 mm 2 . Here, considering that the smaller the substrate thickness Tw is, the variation of the film thickness is influenced by the support portion thickness T and the support width W, and that the substrate 9 having the substrate thickness Tw of 0.725 mm is used in the measurement, If (T × W) is equal to or less than about twice the substrate thickness Tw, it is estimated that the variation in the film thickness can be set within ± 1% of the average film thickness. That is, ((T × W)
By satisfying the relation shown in ≦ (Tw × 2)),
It is realized that the temperature uniformity of the substrate 9 is improved.

【0032】実際にRTPが熱処理装置1により行われ
る際には、図1における昇温工程(時刻t1からt2)
において、基板9と補助リング31とが重なる部分(す
なわち、基板外縁部)では、基板中央部よりも単位面積
当たりの熱容量が大きくなることから温度上昇が遅延す
る。そこで、補助リング31を十分に加熱するためにラ
ンプ414,424への供給電力が他のランプよりも高
く設定される。
When the RTP is actually performed by the heat treatment apparatus 1, the temperature raising step (time t1 to t2) in FIG.
In the above, in the portion where the substrate 9 and the auxiliary ring 31 overlap (that is, the outer peripheral portion of the substrate), the heat capacity per unit area is larger than that in the central portion of the substrate, and therefore the temperature rise is delayed. Therefore, in order to sufficiently heat the auxiliary ring 31, the power supplied to the lamps 414 and 424 is set higher than that of the other lamps.

【0033】ところが、このような設定では保持工程
(時刻t2からt3)において補助リング31の温度が
基板9の温度よりも高くなり、補助リング31から熱が
伝わって基板外縁部91が他の部位よりも高温となって
しまう。熱処理装置1では、基板9と補助リング31と
が重なる部分の形状(支持部厚Tおよび支持幅Wで示さ
れる形状)を基板厚Twで限定することにより、保持工
程における基板外縁部と基板中央側の領域との温度差を
抑制することを実現している。すなわち、補助リング3
1から基板9への伝熱経路を制限することにより基板の
温度均一性を向上している。
However, in such a setting, the temperature of the auxiliary ring 31 becomes higher than the temperature of the substrate 9 in the holding step (time t2 to t3), the heat is transmitted from the auxiliary ring 31, and the substrate outer edge portion 91 is located at another portion. Will be hotter than In the heat treatment apparatus 1, by limiting the shape of the portion where the substrate 9 and the auxiliary ring 31 overlap (the shape indicated by the support portion thickness T and the support width W) by the substrate thickness Tw, the outer edge portion of the substrate and the substrate center in the holding step. It is possible to suppress the temperature difference from the side area. That is, the auxiliary ring 3
By limiting the heat transfer path from 1 to the substrate 9, the temperature uniformity of the substrate is improved.

【0034】なお、図8より通常の膜厚(10nm程
度)を形成する場合には(T×W)が1.5mm以下
であることが好ましいといえるが、この条件が表1にて
示す測定範囲から導かれたことを考慮すると支持部厚T
が0.5mm以下とされ、支持幅Wが3mm以下とされ
ることが好ましい。また、確実な測定結果が得られてい
るという点では、(T×W)は1.2mm以下とされ
ることがより好ましく、支持部厚Tが0.4mm以下と
されることがより好ましいといえる。
From FIG. 8, it can be said that (T × W) is preferably 1.5 mm 2 or less when forming a normal film thickness (about 10 nm), and this condition is shown in Table 1. Considering that it is derived from the measurement range, the thickness T of the supporting part is
Is preferably 0.5 mm or less and the support width W is preferably 3 mm or less. Further, from the viewpoint that a reliable measurement result is obtained, (T × W) is more preferably 1.2 mm 2 or less, and the support portion thickness T is more preferably 0.4 mm or less. Can be said.

【0035】以上、本発明の実施の形態について説明し
てきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるもので
はなく様々な変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and various modifications can be made.

【0036】上記実施の形態では、基板9への酸化膜の
生成を例として説明を行ったが、酸化膜生成以外の加熱
を伴う処理が熱処理装置1により行われてよい。また、
基板9の大きさ、厚さも様々なものであってよい。
In the above embodiment, the formation of the oxide film on the substrate 9 has been described as an example, but a process involving heating other than the formation of the oxide film may be performed by the heat treatment apparatus 1. Also,
The size and thickness of the substrate 9 may be various.

【0037】支持リング群30は必ずしも補助リング3
1と緩衝リング32とで構成される必要はなく、緩衝リ
ング32が省略され補助リング31のみとされてもよ
い。
The support ring group 30 does not necessarily have to be the auxiliary ring 3.
1 and the buffer ring 32 do not have to be configured, and the buffer ring 32 may be omitted and only the auxiliary ring 31 may be provided.

【0038】また、補助リング31の形状は上記実施の
形態に限定されず、例えば、内周面310が存在しない
単純な板状の円環(すなわち、支持部厚が補助リング3
1の厚さとなる)とされてもよく、単純な板状の円環の
上面に基板9の外周面と対向する面を有する円環状の突
起が設けられてもよい。
Further, the shape of the auxiliary ring 31 is not limited to the above-mentioned embodiment, and for example, a simple plate-shaped circular ring without the inner peripheral surface 310 (that is, the support portion thickness is the auxiliary ring 3).
The thickness may be 1), and an annular protrusion having a surface facing the outer peripheral surface of the substrate 9 may be provided on the upper surface of a simple plate-shaped annular ring.

【0039】熱処理装置1では基板9が回転するが、基
板9の回転は必要に応じて行われるのみでよい。
Although the substrate 9 rotates in the heat treatment apparatus 1, the rotation of the substrate 9 may be performed only when necessary.

【0040】基板9を照射するランプは必ずしも上段ラ
ンプ群41および下段ランプ群42が互いに直交するよ
うに設けられる必要はなく、上段ランプ群41または下
段ランプ群42のいずれかのみでもよい。さらに、基板
9の上面および下面からランプ光が照射されてもよい。
The lamps for irradiating the substrate 9 do not necessarily have to be provided so that the upper lamp group 41 and the lower lamp group 42 are orthogonal to each other, and either the upper lamp group 41 or the lower lamp group 42 may be used. Further, lamp light may be emitted from the upper surface and the lower surface of the substrate 9.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、ランプを用いた熱処理
装置において、加熱される基板の温度の均一性を向上す
ることができる。
According to the present invention, in a heat treatment apparatus using a lamp, it is possible to improve the temperature uniformity of the substrate to be heated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】基板の温度と時間との関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between substrate temperature and time.

【図2】基板の中心からの距離と酸化膜の膜厚との関係
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the distance from the center of the substrate and the film thickness of an oxide film.

【図3】熱処理装置の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of a heat treatment apparatus.

【図4】熱処理装置の縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view of a heat treatment apparatus.

【図5】ランプとランプ制御部とを示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a lamp and a lamp control unit.

【図6】円筒部材から内側を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing the inside of the cylindrical member.

【図7】基板が支持リング群に支持される様子を示す拡
大断面図である。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing how the substrate is supported by the support ring group.

【図8】膜厚差Dと(T×W)との関係を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a film thickness difference D and (T × W).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 熱処理装置 9 基板 31 補助リング 90 外周面 91 外縁部 310 内周面 311 支持部 411〜414,421〜424 ランプ T 支持部厚 Tw 基板厚 W 支持幅 1 Heat treatment equipment 9 substrates 31 Auxiliary ring 90 outer peripheral surface 91 outer edge 310 inner surface 311 Support 411-414, 421-424 lamps T support thickness Tw substrate thickness W support width

フロントページの続き (72)発明者 小山 芳弘 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る4丁 目天神北町1番地の1 大日本スクリーン 製造株式会社内 (72)発明者 高橋 光和 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る4丁 目天神北町1番地の1 大日本スクリーン 製造株式会社内 Fターム(参考) 5F045 AA20 AD15 DP02 DQ10 EM06Continued front page    (72) Inventor Yoshihiro Koyama             4 Horikawa-dori Teranouchi, Kamigyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture             No. 1 at Tenjin Kitamachi             Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Mitsukazu Takahashi             4 Horikawa-dori Teranouchi, Kamigyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture             No. 1 at Tenjin Kitamachi             Manufacturing Co., Ltd. F term (reference) 5F045 AA20 AD15 DP02 DQ10 EM06

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板に光を照射して加熱を伴う処理を行
う熱処理装置であって、 上方から基板に光を照射するランプと、 基板の外縁部を下方から当接して支持する円環状の支持
部を有するとともに前記外縁部から外側に広がる補助リ
ングと、を備え、 支持される基板の外縁部と前記支持部とが重なる支持幅
と前記支持部の厚みとを乗算した値が、前記基板の厚み
を2倍した値以下とされることを特徴とする熱処理装
置。
1. A heat treatment apparatus for irradiating a substrate with light to perform a process involving heating, comprising: a lamp for irradiating the substrate with light from above; and an annular ring for supporting and supporting an outer edge portion of the substrate from below. An auxiliary ring having a support portion and extending outward from the outer edge portion, wherein a value obtained by multiplying a thickness of the support portion by a support width at which the outer edge portion of the substrate to be supported overlaps the support portion is Is less than or equal to twice the thickness of the heat treatment apparatus.
【請求項2】 請求項1に記載の熱処理装置であって、 前記乗算した値が1.5平方ミリメートル以下であるこ
とを特徴とする熱処理装置。
2. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the multiplied value is 1.5 mm 2 or less.
【請求項3】 請求項1または2に記載の熱処理装置で
あって、 前記支持幅が3ミリメートル以下であることを特徴とす
る熱処理装置。
3. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the support width is 3 mm or less.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の熱
処理装置であって、 前記支持部の厚みが0.5ミリメートル以下であること
を特徴とする熱処理装置。
4. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the supporting portion has a thickness of 0.5 mm or less.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の熱
処理装置であって、前記補助リングが、炭化ケイ素によ
り形成されることを特徴とする熱処理装置。
5. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary ring is made of silicon carbide.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の熱
処理装置であって、 前記補助リングが、基板の外周面と対向する円筒状の面
を有することを特徴とする熱処理装置。
6. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary ring has a cylindrical surface facing the outer peripheral surface of the substrate.
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