JP2006093195A - 半導体製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】降温時の温度制御の精度を向上することのできる半導体製造装置を提供する。
【解決手段】加熱装置207と加熱装置207内に設けられる外側反応管206および内側反応管203とを有する反応炉と、内側反応管203と外側反応管206との間に挿入される熱電対263と、外側反応管206と加熱装置207との間を吸引排気する吸引排気口301と、熱電対263の計測した値に基づき加熱装置207の温度制御を行う制御部101、102とを備える。
【選択図】 図2
【解決手段】加熱装置207と加熱装置207内に設けられる外側反応管206および内側反応管203とを有する反応炉と、内側反応管203と外側反応管206との間に挿入される熱電対263と、外側反応管206と加熱装置207との間を吸引排気する吸引排気口301と、熱電対263の計測した値に基づき加熱装置207の温度制御を行う制御部101、102とを備える。
【選択図】 図2
Description
本発明は、半導体製造装置に関し、特に、半導体ウエハを反応管内で熱処理をする半導体製造装置に関するものである。
従来のこの種の半導体製造装置では、図3に示すように、ヒータ207内に反応管203を設け、ヒータ207と反応管203との間に熱電対263を設置し、熱電対263により、ヒータ207の昇温、降温の温度制御を行なっていた。
ヒータの降温時には、炉内の温度を急速に下げるためにヒータ207の上部に設けられた吸引排気口301から熱排気を行っていた。この熱排気によって、ヒータ207内の雰囲気を排気するが、この際には、熱電対263が設けられているヒータ207と反応管203との間の雰囲気が排気されることになる。その結果、熱電対263は熱排気による空気の流れの影響を受け、熱電対263自体の温度と反応管203内の温度との差が大きくなり、降温時における反応管203内の温度制御(追従性)の精度が悪かった。
従って、本発明の主な目的は、降温時の温度制御の精度を向上することのできる半導体製造装置を提供することにある。
本発明によれば、
加熱装置と該加熱装置内に設けられる外側反応管および内側反応管とを有する反応炉と、
前記内側反応管と前記外側反応管との間に挿入される熱電対と、
前記外側反応管と前記加熱装置との間を吸引排気する吸引排気口と、
前記熱電対の計測した値に基づき前記加熱装置の温度制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする半導体製造装置が提供される。
加熱装置と該加熱装置内に設けられる外側反応管および内側反応管とを有する反応炉と、
前記内側反応管と前記外側反応管との間に挿入される熱電対と、
前記外側反応管と前記加熱装置との間を吸引排気する吸引排気口と、
前記熱電対の計測した値に基づき前記加熱装置の温度制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする半導体製造装置が提供される。
好ましくは、前記内側反応管と前記外側反応管とはSiC製である。この場合に、好ましくは、前記反応炉は、炉内温度が1200℃以上で処理可能である。なお、好ましくは、前記反応炉は、炉内温度が1350℃以下で使用する。
また、本発明によれば、
加熱装置と該加熱装置内に設けられる外側反応管および内側反応管とを有する反応炉と、
前記内側反応管と前記外側反応管との間に挿入される熱電対と、
前記外側反応管と前記加熱装置との間を吸引排気する吸引排気口と、
前記熱電対の計測した値に基づき前記加熱装置の温度制御を行う制御部と、を備える半導体製造装置を用いて、
前記加熱装置と前記外側反応管との間を前記吸引排気口から吸引排気することにより大気雰囲気または不活性ガスを流し、さらに前記熱電対により炉内温度を測定し、測定した値に基づき前記加熱装置の温度制御をし、前記反応炉の温度下降速度を調整することを特徴とする半導体製造装置の温度制御方法が提供される。
この場合に、好ましくは、前記大気雰囲気または前記不活性ガスは前記加熱装置と前記外側反応管との間に供給される。
加熱装置と該加熱装置内に設けられる外側反応管および内側反応管とを有する反応炉と、
前記内側反応管と前記外側反応管との間に挿入される熱電対と、
前記外側反応管と前記加熱装置との間を吸引排気する吸引排気口と、
前記熱電対の計測した値に基づき前記加熱装置の温度制御を行う制御部と、を備える半導体製造装置を用いて、
前記加熱装置と前記外側反応管との間を前記吸引排気口から吸引排気することにより大気雰囲気または不活性ガスを流し、さらに前記熱電対により炉内温度を測定し、測定した値に基づき前記加熱装置の温度制御をし、前記反応炉の温度下降速度を調整することを特徴とする半導体製造装置の温度制御方法が提供される。
この場合に、好ましくは、前記大気雰囲気または前記不活性ガスは前記加熱装置と前記外側反応管との間に供給される。
本発明によれば、降温時の温度制御の精度を向上することのできる半導体製造装置が提供される。
次に、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の好ましい実施例の熱処理炉の炉部分を説明するための概略縦断面図であり、図2は、本発明の好ましい実施例の熱処理炉を説明するための概略縦断面図である。
図1は、本発明の好ましい実施例の熱処理炉の炉部分を説明するための概略縦断面図であり、図2は、本発明の好ましい実施例の熱処理炉を説明するための概略縦断面図である。
外側反応管206はSiC製であり、上端が閉塞され、下端に開口を有する円筒状の形態である。SiC製の内側反応管203は、上端が閉塞され、下端に開口を有する円筒状の形態を有し、外側反応管206内に同心円状に配置されている。
内側反応管203の下部には例えば石英からなるガス供給管232と排気管231が連結されている。ガス供給管232と連結する導入口234は内側反応管203下部から、内側反応管203側部に添って例えば細管状に立ち上がり、天井部で内側反応管203内部に至っている。排気管231は反応管203の排気口235に接続されている。処理ガスは供給管232から導入口234に導入され、その後内側反応管203側部に添う細管内部を立ち上がり、内側反応管203の天井部から内部に流入し、内側反応管203下部に接続された排気管231から排気されるようになっている。
内側反応管203の導入口234にはガス供給管232により、処理用のガスが内側反応管203内に供給されるようになっている。このガス供給管232はガスの流量制御手段(以下マスフローコントローラ(MFC)241)に連結されており、MFC241はガス流量制御部103に接続されており、ガス流量制御部103によって供給する処理ガスの流量を所定の量に制御する。
内側反応管203の排気口235には、圧力調節器(例えばAPC242)に連結されたガスの排気管231が接続されており、内側反応管203内を流れるガスを排出し、内側反応管203内をAPC242により圧力を制御することにより、所定の圧力にするよう圧力検出手段(以下圧力センサ245)により検出し、圧力制御部104により制御する。
内側反応管203の下端開口部には、例えば石英からなる円盤状の保持体(以下ベース257)が、Oリング220を介して気密シール可能に着脱自在にあり、ベース257は円盤状の蓋体(以下シールキャップ219)の上に取付けられている。又、シールキャップ219には、回転手段(以下回転軸254)が連結されており、回転軸254により、保持体(以下石英キャップ218)及び基板保持手段(以下ボート217)、ボート217に保持されている基板(以下ウエハ200)を回転させる。また、シールキャップ219は昇降手段(以下ボートエレベータ115)に連結されていて、ボート217を昇降させる。回転軸254、及びボートエレベータ115を所定のスピードにするように、駆動制御部105により制御する。
外側反応管206の外周には加熱手段(以下ヒータ207)が同心円状に配置されている。ヒータ207の天井部には吸引排気口301が形成されている。外側反応管206と内側反応管203との間には温度検出手段(以下熱電対263)が設けられている。温度検出手段(以下熱電対263)により温度を検出し、その検出値を温度制御部102に入力し、その検出値に基づいて、温度制御部102によりヒータ207の温度制御を行って、内側反応管203内の温度を所定の処理温度にするように制御する。
図1、図2に示した処理炉による熱処理方法の一例を説明すると、まず、ボートエレベータ115によりボート217を下降させる。ボート217に複数枚のウエハ200を保持する。次いで、ヒータ207により加熱しながら、内側反応管203内の温度を所定の処理温度にする。ガス供給管232に接続されたMFC241により予め内側反応管203内を不活性ガスで充填しておき、ボートエレベータ115により、ボート217を上昇させて内側反応管203内に移し、内側反応管203の内部温度を所定の温度に維持する。内側反応管203内を所定の圧力に保った後、回転軸254により、ボート217及びボート217上に保持されているウエハ200を回転させる。同時にガスの供給管232から処理用のガスを供給する。供給された処理用ガスは、内側反応管203内を下降し、ウエハ200に対して均等に供給される。熱散処理中の内側反応管203内は、排気管231を介して排気され、所定の圧力になるようAPC242により圧力が制御される。温度制御部102によりヒータ207の温度制御を行って、内側反応管203内の温度を上記所定の温度から所定の処理温度にまで上昇させ、その処理温度で所定時間保持し、所定時間、熱処理を行う。その後、上記所定の温度まで降温する。この降温中には、ヒータ207と外側反応管206との間を吸引排気口301から吸引排気することによってヒータ207と外側反応管206との間に大気雰囲気または不活性ガスを流す。
このようにして熱処理が終了すると、次のウエハ200の熱処理に移るべく、反応管203内のガスを不活性ガスで置換するとともに、圧力を常圧にし、その後、ボートエレベータ115によりボート217を下降させて、ボート217及び処理済のウエハ200を反応管203から取出す。反応管203から取出されたボート217上の処理済のウエハ200は、未処理のウエハ200と交換され、再度前述同様にして反応管203内に上昇され、熱処理が成される。
なお、上記一連の処理は、温度制御部102、ガス流量制御部103、圧力制御部104、駆動制御部105を備える主制御部101によって制御されて行われる。
近年、1200℃以上の高温処理の需要が高まっており、反応管に石英を使用すると、石英ではひずみ点温度が約1100℃以上となることから変形してしまい、また反応室内の汚染除去の為、プロセス温度よりも高い温度、例えば1210℃以上で長時間ヒータを空焼きする必要があるため、本実施例では、反応管には石英でなくSiC製のものを使用している。
反応管がSiC製であると、熱容量が大きいので、炉内の温度を下げるのに大幅に時間を費やしてしまう。そこで本実施例では、吸引排気口301を設け、ヒータ207と外側反応管206との間に例えば大気雰囲気、または不活性ガスを流すようにして、炉内の温度を短時間で下げられるようにした。
その一方では、反応管をSiC製の外側反応管206とSiC製の内側反応管203との2重構造とし、外側反応管206と内側反応管203との間に熱電対263を設けている。これによりヒータ207の降温時に、ヒータ上部の吸引排気口301から熱排気をすると、熱排気は、ヒータ207と外側反応管206との間で行われ、熱電対263周辺の雰囲気は外側反応管206によって熱排気による空気の流れの影響を受けない。その結果、熱電対263自体の温度と内側反応管203内の温度差は小さくなり、内側反応管203内の降温の温度制御(追従性)の精度が向上し、ウエハ200の歩留まりが向上する。
なお、本実施例のように、外側反応管206、内側反応管203としてSiC製のものを使用すると、炉内温度が1200℃以上でも熱処理を行えるが、SiCの耐熱温度は1400℃程度であるが、ヒータは1350℃程度が上限なので、炉内温度の上限値は約1350℃である。
101…主制御部
102…温度制御部
103…ガス流量制御部
104…圧力制御部
105…駆動制御部
115…ボートエレベータ
200…ウエハ
203…内側反応管
206…外側反応管
207…ヒータ
217…ボート
218…石英キャップ
219…シールキャップ
220…Oリング
231…排気管
232…ガス供給管
235…排気口
241…MFC
242…圧力調整器(APC)
245…圧力センサ
254…回転軸
257…ベース
263…熱電対
301…吸引排気口
102…温度制御部
103…ガス流量制御部
104…圧力制御部
105…駆動制御部
115…ボートエレベータ
200…ウエハ
203…内側反応管
206…外側反応管
207…ヒータ
217…ボート
218…石英キャップ
219…シールキャップ
220…Oリング
231…排気管
232…ガス供給管
235…排気口
241…MFC
242…圧力調整器(APC)
245…圧力センサ
254…回転軸
257…ベース
263…熱電対
301…吸引排気口
Claims (1)
- 加熱装置と該加熱装置内に設けられる外側反応管および内側反応管とを有する反応炉と、
前記内側反応管と前記外側反応管との間に挿入される熱電対と、
前記外側反応管と前記加熱装置との間を吸引排気する吸引排気口と、
前記熱電対の計測した値に基づき前記加熱装置の温度制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする半導体製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004273170A JP2006093195A (ja) | 2004-09-21 | 2004-09-21 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004273170A JP2006093195A (ja) | 2004-09-21 | 2004-09-21 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006093195A true JP2006093195A (ja) | 2006-04-06 |
Family
ID=36233904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004273170A Withdrawn JP2006093195A (ja) | 2004-09-21 | 2004-09-21 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006093195A (ja) |
-
2004
- 2004-09-21 JP JP2004273170A patent/JP2006093195A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071204 |