JP2005340488A - 電子デバイスの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 優れたウェハ面内温度均一性を確保しながら熱処理を行なうことができる電子デバイス製造装置を提供する。
【解決手段】 チャンバー１０の壁部には、半導体基板１を支持するためのエッジリング１１が設けられている。エッジリング１１は、半導体基板１を支持する棚１２を有する。棚１２は、水平面に対して２２°以上で且つ２３°未満の角度をなす基板支持面１２ａを持つ。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子デバイスの製造装置、特に急速熱処理を行なう半導体製造装置に関するものである。

半導体製造プロセスにおいては、基板処理中に高い温度制御性が望まれることが多い。特にデバイス特性を決定する急速熱処理工程（Rapid Thermal Processing：以下、ＲＴＰと称する）においては、温度の再現性を確保すると共にウェハ面内の温度均一性を高める必要がある。

従来の半導体装置においては、例えば特許文献１に記載されているように、ＲＴＰを行なう製造装置におけるウエハ面内の温度の均一性を向上させるための取り組みが重要になってきている。

図１２は、従来のＲＴＰ装置の概略構成を示す図である。サセプタのないＲＴＰ装置の場合、通常、プロセスチャンバー内においてエッジリングを用いて基板をその周辺部で支持する。具体的には、図１２に示すように、半導体基板１５０は、チャンバー１００の壁部に設けられた基板支持構造体であるエッジリング１０１上に設置される。エッジリング１０１は、半導体基板１５０を支持する棚１０２を有する。半導体基板１５０は、チャンバー１００の上部に設置された加熱部材１０３によって上方から加熱される。加熱部材１０３は複数の領域に分割されていると共に該各領域毎に加熱部材１０３の加熱強度を調整できるようになっている。半導体基板１０１の温度（正確には基板裏面側の温度）は、チャンバー１００の底部に設置されたパイロメーター１０４により測定される。尚、図示は省略しているが、一般的に、エッジリング１０１は回転機構を有しており、基板処理中は半導体基板１５０と共に回転する。

図１３（ａ）は、棚１０２を含むエッジリング１０１の平面構成を示しており、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示すエッジリング１０１の任意の箇所における棚１０２の断面構成を示している。尚、図１３（ｂ）に示す棚１０２は、水平面である基板支持面１０２ａを持ち、基板支持面１０２ａの長さ（ウェハ径方向の長さ）Ｗは通常５ｍｍ程度である。また、基板支持面１０２ａとなるリング状領域の直径（棚１０２の内径）は、半導体基板１５０となるウェハの直径よりも１〜１０ｍｍ程度大きい。
特表２００２−５０３８８４号公報

しかしながら、エッジリング１０１を用いて半導体基板１５０を支持する場合、半導体基板１５０の周縁部におけるエッジリング１０１との接触箇所の熱収支が、半導体基板１５０におけるエッジリング１０１との非接触箇所の熱収支と異なってしまうという問題がある。具体的には、これまでの１０００℃付近の熱処理であって、温度変化量が５０℃／ｓｅｃ程度であり且つプロセス温度保持時間が１０秒程度以上である熱処理の場合には、加熱部材１０３の各領域の強度を調整することにより、半導体基板１５０の全体に亘って温度均一性を確保することができた。しかしながら、近年要求されているＳｐｉｋｅＲＴＡ（プロセス温度（Ｔ［℃］）保持時間が実質的に０秒であり且つ（Ｔ−５０）［℃］以上の保持時間が２秒以下のＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing））のように、プロセス温度が１０００℃を大きく越え且つ温度変化量が１００℃／ｓｅｃを越える（つまり急激な温度変化を伴う）熱処理プロセスの場合には、加熱部材１０３の各領域の強度を調整するだけではウェハ面内の温度均一性を確保することが困難になってきている。

前記に鑑み、本発明は、優れたウェハ面内温度均一性を確保しながら熱処理を行なうことができる電子デバイス製造装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本願発明者らは種々の検討を行なった。以下、その結果について述べる。

図１４は、半導体基板１５０に導電型を持つ不純物を導入した後に従来のＲＴＰ装置を用いてＲＴＰ（具体的にはＳｐｉｋｅＲＴＡ）を行ない、その後、半導体基板１５０の表面のシート抵抗を測定した結果を示す。図１４において、横軸は、半導体基板１５０となるウェハ上の位置（ウェハ中心（０）からのウェハ径方向の距離で表している）を示し、縦軸は規格化したシート抵抗値を示している。

図１４に示すように、ＳｐｉｋｅＲＴＡを行なった場合、半導体基板１５０の周縁部においてシート抵抗値が著しく変動していることから、ウェハ面内の温度ばらつきが大きかったことがわかる。また、半導体基板１５０を回転させているにも関わらず、ある直径方向に見たウェハの両端においてシート抵抗の最大値及び最小値が存在しており、加熱部材１０３の各領域の強度の調整だけではウェハ面内の温度均一性を十分に確保することができない。これは、半導体基板１５０の周縁部の各所におけるエッジリング１０１との接触面積の違いによって、半導体基板１５０の周縁部の各所における熱収支が著しく異なることに起因する。すなわち、半導体基板１５０の中心とエッジリング１０１の中心とが重なっていない場合には、半導体基板１５０の周縁部の各所におけるエッジリング１０１との接触面積がばらついてしまう結果、ウェハ面内に温度の不均一性が発生してしまう。

また、半導体基板１５０の周縁部におけるエッジリング１０１との接触箇所の熱収支は、それ以外の非接触箇所の熱収支と著しく異なるため、該接触箇所の面積が大きくなるに従って、ウェハ面内温度不均一性の程度が大きくなる。

以上のように、半導体基板１５０の面内における温度均一性は、半導体基板１５０とエッジリング１０１との位置関係、及び半導体基板１５０とエッジリング１０１との接触面積の両方に大きく依存していることが判明した。

本発明は、以上の知見に基づきなされたものであって、具体的には、本発明に係る第１の電子デバイスの製造装置は、基板を支持する棚を有する支持器と、基板の位置を測定するセンサーと、基板の位置を補正する位置補正機構とを備えている。

また、本発明に係る第１の電子デバイスの製造方法は、第１の電子デバイスの製造装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、支持器の棚に基板を保持する工程と、棚に保持された基板の位置をセンサーによって測定する工程と、センサーにより測定された基板の位置に基づいて基板の位置を位置補正機構によって補正する工程とを備えている。

第１の電子デバイスの製造装置及び製造方法によると、支持器の棚に保持された基板の位置をセンサーによって測定した後、該測定結果に基づいて基板の位置を位置補正機構によって補正することができる。このため、基板の中心と棚の中心とが重なるように基板の位置を補正できるので、基板の周縁部の各所における棚との接触面積が一様になる。すなわち、基板と棚との接触状態を一様にできるため、基板周縁部における棚との接触箇所と、それ以外の非接触箇所との間における熱収支バランスが向上する。従って、熱処理、具体的にはＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性を向上させることができる。

本発明に係る第２の電子デバイスの製造装置は、基板を支持する棚を有する支持器を備えた電子デバイスの製造装置であって、該棚は、水平面に対して２２°以上で且つ２３°未満の角度をなす基板支持面を持つ。

第２の電子デバイスの製造装置によると、基板を支持する棚が、水平面に対して２２°以上で且つ２３°未満の角度をなす基板支持面を持つため、棚に基板を載置した時点で基板の中心と棚の中心とがずれていたとしても、基板の自重により基板が棚の基板支持面上をスライドして、最終的に基板の中心と棚の中心とが重なることになる。このため、基板の周縁部の各所における棚との接触面積、つまり基板と棚との接触状態が一様になるため、基板周縁部における棚との接触箇所と、それ以外の非接触箇所との間における熱収支バランスが向上する。従って、熱処理、具体的にはＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性を向上させることができる。また、基板の中心と棚の中心とが重なった状態において、基板支持面は、高々０．５ｍｍ程度の長さ（ウェハ径方向の長さ）しか持たない基板のベベル面と接触することになるため、基板周縁部における棚との接触箇所の面積を低減できる。このため、基板周縁部における棚との接触箇所の熱収支と、それ以外の非接触箇所の熱収支との間の違いを低減できる。従って、ＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性をより一層向上させることができる。

本発明に係る第３の電子デバイスの製造装置は、基板を支持する棚を有する支持器を備えた電子デバイスの製造装置であって、該棚は、水平面に対して２３°以上で且つ９０°未満の角度をなす基板支持面を持つ。

第３の電子デバイスの製造装置によると、基板を支持する棚が、水平面に対して２３°以上で且つ９０°未満の角度をなす基板支持面を持つため、棚に基板を載置した時点で基板の中心と棚の中心とがずれていたとしても、基板の自重により基板が棚の基板支持面上をスライドして、最終的に基板の中心と棚の中心とが重なることになる。このため、基板の周縁部の各所における棚との接触面積、つまり基板と棚との接触状態が一様になるため、基板周縁部における棚との接触箇所と、それ以外の非接触箇所との間における熱収支バランスが向上する。従って、熱処理、具体的にはＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性を向上させることができる。また、基板の中心と棚の中心とが重なった状態において、基板支持面は、基板のベベル面と端面とが接続するラインと接触することになるため、基板周縁部における棚との接触箇所の面積を大きく低減できる。このため、基板周縁部における棚との接触箇所の熱収支と、それ以外の非接触箇所の熱収支との間の違いを低減できる。従って、ＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性をより一層向上させることができる。

本発明に係る第４の電子デバイスの製造装置は、基板を支持する棚を有する支持器を備えた電子デバイスの製造装置であって、該棚は、水平面に対して９０°の角度をなす基板支持面を持つ。

第４の電子デバイスの製造装置によると、基板を支持する棚が、水平面に対して９０°の角度をなす基板支持面を持つ。すなわち、基板の端面と棚の基板支持面とが接触した状態で基板が保持されるため、基板の中心と棚の中心とが重なることになる。このため、基板の周縁部の各所における棚との接触面積、つまり基板と棚との接触状態が一様になるため、基板周縁部における棚との接触箇所と、それ以外の非接触箇所との間における熱収支バランスが向上する。従って、熱処理、具体的にはＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性を向上させることができる。また、基板の中心と棚の中心とが重なった状態において、基板支持面は、高々０．５ｍｍ程度以下の長さしか持たない基板の端面と接触することになるため、基板周縁部における棚との接触箇所の面積を低減できる。このため、基板周縁部における棚との接触箇所の熱収支と、それ以外の非接触箇所の熱収支との間の違いを低減できる。従って、ＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性をより一層向上させることができる。

本発明によると、支持器の棚に保持された基板の位置をセンサーによって測定した後に該測定結果に基づいて基板の位置を位置補正機構によって補正することにより、又は（／及び）基板を支持する棚に、水平面に対して２２°以上で且つ２３°未満の角度、２３°以上で且つ９０°未満の角度若しくは９０°の角度をなす基板支持面を設けることにより、基板と棚との接触状態を一様にすること、又は（／及び）基板周縁部における棚との接触箇所の面積を低減することが可能となる。このため、基板周縁部における棚との接触箇所と、それ以外の非接触箇所との間における熱収支バランスを向上させること、又は（／及び）基板周縁部における棚との接触箇所の熱収支と、それ以外の非接触箇所の熱収支との間の違いを低減することが可能となるので、ＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性を向上させることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造装置及び製造方法について、ＲＴＰ装置を例として、図面を参照しながら説明する。

図１は、第１の実施形態に係る電子デバイスの製造装置の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、チャンバー１０の壁部には、半導体基板１を支持するためのエッジリング１１が設けられている。エッジリング１１は、半導体基板１を支持する棚１２を有する。チャンバー１０の上部には、半導体基板１を上方から加熱する加熱部材１３が設けられている。加熱部材１３は複数の領域に分割されていると共に該各領域毎に加熱部材１３の加熱強度を調整できるようになっている。チャンバー１０の底部には、半導体基板１の温度（正確には基板裏面側の温度）を測定するパイロメーター１４が設けられている。すなわち、図１に示す装置においては、パイロメーター１４によって測定された基板温度に基づいて前記の各領域毎に加熱部材１３の強度を調整することによって半導体基板１に対して熱処理が行なわれる。尚、図示は省略しているが、エッジリング１１は回転機構を有しており、基板処理中は半導体基板１と共に回転する。

図２は、図１に示すチャンバー１０内における本実施形態の特徴部分を示す図である。図２に示すように、チャンバー１０内には、エッジリング１１に載置された半導体基板１の位置を測定する１つ又は複数のセンサー１５が設けられている。各センサー１５の取り付け位置が特に限定されないことは言うまでもない。また、チャンバー１０内には、半導体基板１となるウェハをエッジリング１１に載置する際に該ウェハを保持する例えば３個の支持ピン１６が設けられている。エッジリング１１に載置された半導体基板１の位置は、基板位置補正機構としての支持ピン１６又はトランスファーアーム（ウェハ搬送用のロボットアーム）１７によって補正される。尚、トランスファーアーム１７は、例えば図３に示すように、図１に示すチャンバー１０を複数個備えたトランスファーチャンバー１８に設けられている。

以下、前述の基板位置補正機構による基板位置補正補正方法について説明する。すなわち、チャンバー１０内に半導体基板１が搬送されてエッジリング１１に載置されると、センサー１５は、半導体基板１の位置、具体的には、半導体基板１の中心と棚１２の中心（つまりエッジリング１１の中心：以下同様）との間の距離を測定する。続いて、測定された距離が０．３ｍｍよりも大きい場合には、支持ピン１６又はトランスファーアーム１７を用いて該距離が０．３ｍｍ以下となるように半導体基板１の位置を補正する。このとき、該距離が０．１ｍｍ以下となるように半導体基板１の位置を補正することがより好ましい。

図４（ａ）は、本実施形態における棚１２を含むエッジリング１１の平面構成を示しており、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すエッジリング１１の任意の箇所における棚１２の断面構成を示している。図４（ｂ）に示すように、棚１２は、水平面に対して２°の角度（θ）をなす基板支持面１２ａを持つと共に基板支持面１２ａの長さＷ（ウェハ径方向における水平方向の長さ）は３ｍｍである。

尚、本願において、図４（ｂ）に示すように、基板支持面１２ａの水平面に対する角度については、基板支持面１２ａの先端が水平面に対して下向きになる状態を正の角度とし、基板支持面１２ａの先端が水平面に対して上向きになる状態を負の角度とする。

図５は、半導体基板１に導電型を持つ不純物を導入した後に本実施形態の製造装置を用いてＲＴＰ（具体的にはＳｐｉｋｅＲＴＡ）を行ない、その後、半導体基板１の表面のシート抵抗を測定した結果を示す。図５において、横軸は、半導体基板１となるウェハ上の位置（ウェハ中心（０）からのウェハ径方向の距離で表している）を示し、縦軸は規格化したシート抵抗値を示している。

図５に示すように、従来の製造装置によりＳｐｉｋｅＲＴＡを行なった場合に見られたウェハ周縁部におけるシート抵抗値の不均一性（図１４参照）は改善されており、ウェハ（半導体基板１）全面に亘ってウェハ中心に対して対称なシート抵抗値の分布が見られる。具体的には、シート抵抗値のばらつき量は温度換算で３℃以内に抑えられている。

すなわち、第１の実施形態によると、エッジリング１１の棚１２に保持された半導体基板１の位置をセンサー１５によって測定した後、該測定結果に基づいて半導体基板１の位置を位置補正機構（例えば支持ピン１６又はトランスファーアーム１７）によって補正することができる。このため、半導体基板１の中心と棚１２の中心とが重なるように半導体基板１の位置を補正できるので、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触面積が一様になる。すなわち、半導体基板１と棚１２との接触状態を一様にできるため、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所と、それ以外の非接触箇所との間における熱収支バランスが向上する。従って、熱処理、具体的にはＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性を向上させることができる。

また、第１の実施形態によると、棚１２の基板支持面１２ａの長さＷが高々３ｍｍ程度であるため、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所の面積を低減できる。このため、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所の熱収支と、それ以外の非接触箇所の熱収支との間の違いを低減できるので、ＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性をより一層向上させることができる。

尚、第１の実施形態において、基板支持面１２ａの長さＷを３ｍｍとしたが、長さＷが３ｍｍ以下であっても本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第１の実施形態において、棚１２の基板支持面１２ａの水平面に対する角度θを２°としたが、角度θが−５°以上で且つ２２°以下であっても本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第１の実施形態において、基板位置補正機構はプロセスチャンバー内に設けられていてもよいし、又はプロセスチャンバー外における例えば搬送システムのロボットアーム等を基板位置補正機構として用いてもよい。いずれの場合でも同様の効果が得られる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの製造装置について、ＲＴＰ装置を例として、図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態は、図１に示すような電子デバイスの製造装置（具体的にはＲＴＰ装置）におけるエッジリング１１（特に棚１２）にその特徴を有するものであり、その他の構成要素については第１の実施形態と同様であるものとする。

図６（ａ）は、本実施形態における棚１２を含むエッジリング１１の平面構成を示しており、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すエッジリング１１の任意の箇所における棚１２の断面構成を示している。図６（ｂ）に示すように、棚１２は、水平面に対して２２°の角度（θ）をなす基板支持面１２ａを持つと共に基板支持面１２ａの長さＷ（ウェハ径方向における水平方向の長さ）は４ｍｍである。

図７（ａ）は、本実施形態のエッジリング１１の棚１２に載置される半導体基板１の周縁部の断面構成を示しており、図７（ｂ）は、本実施形態のエッジリング１１の棚１２に半導体基板１が載置された状態を示している。

図７（ａ）に示すように、半導体基板１の表面（上面）ＳＡ及び裏面（下面）ＳＢのそれぞれと、半導体基板１の端面（外周面）ＳＣとの間において、上面ベベルＳＤ及び下面ベベルＳＥが面取りされている。尚、上面ＳＡと上面ベベルＳＤとがなす角θ１、及び下面ＳＢと下面ベベルＳＥとがなす角θ２はそれぞれ２２〜２３°程度である。また、図７（ａ）に示すように、半導体基板１の厚さＬ１（つまり上面ＳＡと下面ＳＢとの距離）は例えば７７０μｍ程度であり、端面ＳＣの長さＬ２は３８５μｍ程度であり、上面ベベルＳＤ及び下面ベベルＳＥの長さＬ３及びＬ４のそれぞれは５００μｍ程度である。また、図７（ｂ）に示すように、エッジリング１１の棚１２における基板支持面１２ａとなるリング状領域の直径（以下、棚１２の内径と称する）は、半導体基板１となるウェハの直径よりも１ｍｍ大きい。すなわち、エッジリング１１の中心と半導体基板１の中心とが重なっている状態においては、図７（ｂ）に示す距離ＬＤは５００μｍ程度である。

以上に述べたような構造を持つエッジリング１１を用いた場合、図７（ｂ）に示すように、棚１２の基板支持面１２ａは半導体基板１の下面ベベルＳＥと接触する。このとき、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所の長さＬＣは、下面ベベルＳＥの長さＬ４（図７（ａ）参照）に等しく、５００μｍ程度である。

第２の実施形態によると、半導体基板１を支持する棚１２が、水平面に対して２２°以上で且つ２３°未満の角度をなす基板支持面１２ａを持つため、棚１２に半導体基板１を載置した時点で半導体基板１の中心と棚１２の中心（つまりエッジリング１１の中心）とがずれていたとしても、半導体基板１の自重により半導体基板１が棚１２の基板支持面１２ａ上をスライドして、最終的に半導体基板１の中心と棚１２の中心とが重なることになる。このとき、棚１２の中心位置と半導体基板１の中心位置との間のずれを０．３ｍｍ以下に、場合によっては０．１ｍｍ以下にすることができる。このため、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触面積、つまり半導体基板１と棚１２との接触状態が一様になるため、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所と、それ以外の非接触箇所との間における熱収支バランスが向上する。従って、熱処理、具体的にはＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性を向上させることができる。また、半導体基板１の中心と棚１２の中心とが重なった状態において、基板支持面１２ａは、１ｍｍ程度以下の長さ（ウェハ径方向の長さ）しか持たない半導体基板１の下面ベベルＳＥと接触することになるため、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触箇所の面積を低減できる。このため、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所の熱収支と、それ以外の非接触箇所の熱収支との間の違いを低減できる。従って、ＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性をより一層向上させることができる。

すなわち、本実施形態のエッジリング１１によると、エッジリング１１の棚１２と半導体基板１との実質的な接触箇所の長さは１ｍｍ以下であり、また、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触面積を均一にできるので、前述のような顕著な効果を得ることができる。

尚、第２の実施形態において、棚１２の基板支持面１２ａの水平面に対する角度θを２２°としたが、角度θが２２°以上で且つ２３°未満であっても本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第２の実施形態において、エッジリング１１の棚１２の内径を、半導体基板１の直径よりも１ｍｍ大きくしたが、棚１２の内径が半導体基板１の直径よりも大きければ本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第２の実施形態において、基板支持面１２ａの長さＷを４ｍｍとしたが、長さＷが２ｍｍ以上であっても本実施形態と同様の効果（特に半導体基板１の自重により半導体基板１が基板支持面１２ａ上をスライドして半導体基板１の中心と棚１２の中心とが重なるという効果）を得ることができる。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る電子デバイスの製造装置について、ＲＴＰ装置を例として、図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態は、図１に示すような電子デバイスの製造装置（具体的にはＲＴＰ装置）におけるエッジリング１１（特に棚１２）にその特徴を有するものであり、その他の構成要素については第１の実施形態と同様であるものとする。

図８（ａ）は、本実施形態における棚１２を含むエッジリング１１の平面構成を示しており、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すエッジリング１１の任意の箇所における棚１２の断面構成を示している。図８（ｂ）に示すように、棚１２は、水平面に対して４５°の角度（θ）をなす基板支持面１２ａを持つと共に基板支持面１２ａの長さＷ（ウェハ径方向における水平方向の長さ）は４ｍｍである。

図９は、本実施形態のエッジリング１１の棚１２に半導体基板１が載置された状態を示している。図９に示すように、エッジリング１１の棚１２における基板支持面１２ａとなるリング状領域の直径（棚１２の内径）は半導体基板１となるウェハの直径よりも大きい。具体的には、棚１２の内径は半導体基板１の直径と比べて１ｍｍ大きい。

以上に述べたような構造を持つエッジリング１１を用いた場合、図９に示すように、棚１２の基板支持面１２ａは、半導体基板１の下面ベベルＳＥと端面ＳＣとが接続するライン（図７（ａ）参照）と接触する。

第３の実施形態によると、半導体基板１を支持する棚１２が、水平面に対して４５°の角度をなす基板支持面１２ａを持つため、棚１２に半導体基板１を載置した時点で半導体基板１の中心と棚１２の中心（つまりエッジリング１１の中心）とがずれていたとしても、半導体基板１の自重により半導体基板１が棚１２の基板支持面１２ａ上をスライドして、最終的に半導体基板１の中心と棚１２の中心とが重なることになる。このとき、棚１２の中心位置と半導体基板１の中心位置との間のずれを０．３ｍｍ以下に、場合によっては０．１ｍｍ以下にすることができる。このため、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触面積、つまり半導体基板１と棚１２との接触状態が一様になるため、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所と、それ以外の非接触箇所との間における熱収支バランスが向上する。従って、熱処理、具体的にはＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性を向上させることができる。また、半導体基板１の中心と棚１２の中心とが重なった状態において、基板支持面１２ａは、半導体基板１の下面ベベルと端面とが接続するラインと接触することになるため、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触箇所の面積を低減できる。このため、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所の熱収支と、それ以外の非接触箇所の熱収支との間の違いを低減できる。従って、ＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性をより一層向上させることができる。

すなわち、本実施形態のエッジリング１１によると、エッジリング１１の棚１２と半導体基板１とは実質的にラインで接しており、また、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触状態を均一にできるので、前述のような顕著な効果を得ることができる。

尚、第３の実施形態において、棚１２の基板支持面１２ａの水平面に対する角度θを４５°としたが、角度θが２３°以上で且つ９０°未満であっても本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第３の実施形態において、エッジリング１１の棚１２の内径を、半導体基板１の直径よりも１ｍｍ大きくしたが、棚１２の内径が半導体基板１の直径よりも大きければ本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第３の実施形態において、基板支持面１２ａの長さＷを４ｍｍとしたが、長さＷが２ｍｍ以上であっても本実施形態と同様の効果（特に半導体基板１の自重により半導体基板１が基板支持面１２ａ上をスライドして半導体基板１の中心と棚１２の中心とが重なるという効果）を得ることができる。

（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る電子デバイスの製造装置について、ＲＴＰ装置を例として、図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態は、図１に示すような電子デバイスの製造装置（具体的にはＲＴＰ装置）におけるエッジリング１１（特に棚１２）にその特徴を有するものであり、その他の構成要素については第１の実施形態と同様であるものとする。

図１０（ａ）は、本実施形態における棚１２を含むエッジリング１１の平面構成を示しており、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すエッジリング１１の任意の箇所における棚１２の断面構成を示している。図１０（ｂ）に示すように、棚１２は、水平面に対して９０°の角度（θ）をなす基板支持面１２ａを持つ。

図１１は、本実施形態のエッジリング１１の棚１２に半導体基板１が載置された状態を示している。図１１に示すように、エッジリング１１の棚１２の内径は半導体基板１となるウェハの直径と同じである。

以上に述べたような構造を持つエッジリング１１を用いた場合、図１１に示すように、棚１２の基板支持面１２ａは半導体基板１の端面ＳＣ（図７（ａ）参照）と接触する。このとき、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所の長さは、端面ＳＣの長さＬ３（図７（ａ）参照）に等しく、４００μｍ程度である。

第４の実施形態によると、半導体基板１を支持する棚１２が、水平面に対して９０°の角度をなす基板支持面１２ａを持つ。すなわち、半導体基板１の端面ＳＣと棚１２の基板支持面１２ａとが接触した状態で半導体基板１が保持されるため、半導体基板１の中心と棚１２の中心とが重なることになる。このとき、棚１２の中心位置と半導体基板１の中心位置との間のずれを０．３ｍｍ以下に、場合によっては０．１ｍｍ以下にすることができる。このため、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触面積、つまり半導体基板１と棚１２との接触状態が一様になるため、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所と、それ以外の非接触箇所との間における熱収支バランスが向上する。従って、熱処理、具体的にはＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性を向上させることができる。また、半導体基板１の中心と棚１２の中心とが重なった状態において、基板支持面１２ａは、１ｍｍ程度以下の長さ（ウェハ主面に対して垂直な方向の長さ）しか持たない半導体基板１の端面ＳＣと接触することになるため、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触箇所の面積を低減できる。このため、半導体基板１の周縁部における棚１２との接触箇所の熱収支と、それ以外の非接触箇所の熱収支との間の違いを低減できる。従って、ＲＴＰ処理時における基板面内温度均一性をより一層向上させることができる。

すなわち、本実施形態のエッジリング１１によると、エッジリング１１の棚１２と半導体基板１との実質的な接触箇所の長さは１ｍｍ以下であり、また、半導体基板１の周縁部の各所における棚１２との接触面積を均一にできるので、前述のような顕著な効果を得ることができる。

以上に説明したように、本発明は、熱処理を行なう電子デバイス製造装置に関し、ＲＴＰ処理に適用した場合に優れたウェハ面内温度均一性を達成できるという効果が得られ、非常に有用である。

本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造装置の特徴部分を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造装置においてプロセスチャンバーの外部に設けられたトランスファーアームを基板位置補正機構として用いている様子を示す図である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造装置における棚を含むエッジリングの平面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示すエッジリングの任意の箇所における棚の断面構成を示す図である。 半導体基板に導電型を持つ不純物を導入した後に本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造装置を用いてＳｐｉｋｅＲＴＡを行ない、その後、半導体基板表面のシート抵抗を測定した結果を示す図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの製造装置における棚を含むエッジリングの平面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示すエッジリングの任意の箇所における棚の断面構成を示す図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの製造装置におけるエッジリングの棚に載置される半導体基板の周縁部の断面構成を示す図であり、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの製造装置におけるエッジリングの棚に半導体基板が載置された状態を示す図である。 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係る電子デバイスの製造装置における棚を含むエッジリングの平面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示すエッジリングの任意の箇所における棚の断面構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る電子デバイスの製造装置におけるエッジリングの棚に半導体基板が載置された状態を示す図である。 （ａ）は本発明の第４の実施形態に係る電子デバイスの製造装置における棚を含むエッジリングの平面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示すエッジリングの任意の箇所における棚の断面構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る電子デバイスの製造装置におけるエッジリングの棚に半導体基板が載置された状態を示す図である。 従来のＲＴＰ装置の概略構成を示す図である。 （ａ）は従来のＲＴＰ装置における棚を含むエッジリングの平面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示すエッジリングの任意の箇所における棚の断面構成を示す図である。 半導体基板に導電型を持つ不純物を導入した後に従来のＲＴＰ装置を用いてＳｐｉｋｅＲＴＡを行ない、その後、半導体基板表面のシート抵抗を測定した結果を示す図である。

符号の説明

１ 半導体基板
１０ チャンバー
１１ エッジリング
１２ 棚
１２ａ 基板支持面
１３ 加熱部材
１４ パイロメーター
１５ センサー
１６ 支持ピン
１７ トランスファーアーム
１８ トランスファーチャンバー

Claims (22)

1. 基板を支持する棚を有する支持器と、
   前記基板の位置を測定するセンサーと、
   前記基板の位置を補正する位置補正機構とを備えていることを特徴とする電子デバイスの製造装置。
2. 前記棚は、水平面に対して−５°以上で且つ２２°以下の角度をなす基板支持面を持つことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
3. 前記棚における基板支持面の水平方向の長さは３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
4. 前記位置補正機構は、前記棚の中心位置と前記基板の中心位置との間のずれを０．３ｍｍ以下に設定することを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
5. 前記位置補正機構は、前記棚が設けられているチャンバー内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
6. 前記位置補正機構は、前記棚が設けられているチャンバーの外部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、
   前記棚に前記基板を保持する工程と、
   前記棚に保持された前記基板の位置を前記センサーによって測定する工程と、
   前記センサーにより測定された前記基板の位置に基づいて前記基板の位置を前記位置補正機構によって補正する工程とを備えていることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
8. 基板を支持する棚を有する支持器を備えた電子デバイスの製造装置であって、
   前記棚は、水平面に対して２２°以上で且つ２３°未満の角度をなす基板支持面を持つことを特徴とする電子デバイスの製造装置。
9. 前記基板支持面は前記基板のベベル面と接触することを特徴とする請求項８に記載の電子デバイスの製造装置。
10. 前記棚が前記基板を支持した状態において、前記棚の中心位置と前記基板の中心位置との間のずれは０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の電子デバイスの製造装置。
11. 前記棚の内径は前記基板となるウェハの直径よりも大きいことを特徴とする請求項８に記載の電子デバイスの製造装置。
12. 前記基板支持面の水平方向の長さは２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項８に記載の電子デバイスの製造装置。
13. 基板を支持する棚を有する支持器を備えた電子デバイスの製造装置であって、
    前記棚は、水平面に対して２３°以上で且つ９０°未満の角度をなす基板支持面を持つことを特徴とする電子デバイスの製造装置。
14. 前記基板支持面は、前記基板のベベル面と前記基板の端面とが接続するラインと接触することを特徴とする請求項１３に記載の電子デバイスの製造装置。
15. 前記棚が前記基板を支持した状態において、前記棚の中心位置と前記基板の中心位置との間のずれは０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１３に記載の電子デバイスの製造装置。
16. 前記棚の内径は前記基板の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載の電子デバイスの製造装置。
17. 前記基板支持面の水平方向の長さは２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１３に記載の電子デバイスの製造装置。
18. 基板を支持する棚を有する支持器を備えた電子デバイスの製造装置であって、
    前記棚は、水平面に対して９０°の角度をなす基板支持面を持つことを特徴とする電子デバイスの製造装置。
19. 前記基板支持面は前記基板の端面と接触することを特徴とする請求項１８に記載の電子デバイスの製造装置。
20. 前記棚が前記基板を支持した状態において、前記棚の中心位置と前記基板の中心位置との間のずれは０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１８に記載の電子デバイスの製造装置。
21. 前記棚の内径は前記基板の直径と同じであることを特徴とする請求項１８に記載の電子デバイスの製造装置。
22. 前記基板を加熱し且つ複数の領域に分割されている加熱器と、
    前記基板の温度を測定する温度測定器とをさらに備え、
    前記測定器によって測定された前記温度に基づいて前記各領域毎に前記加熱器の強度を調整することによって前記基板に対して熱処理を行なうことを特徴とする請求項１、８、１３及び１８のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造装置。

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