JP2553078Y2

JP2553078Y2 - 基板加熱装置

Info

Publication number: JP2553078Y2
Application number: JP1991036110U
Authority: JP
Inventors: 弘範塚本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-04-20
Filing date: 1991-04-20
Publication date: 1997-11-05
Anticipated expiration: 2006-04-20
Also published as: JPH04121737U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、基板処理加熱装置に
関する。さらに詳しくは、この考案は、シリコンウェハ
等の半導体基板を均一な面内温度で加熱することのでき
る基板加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体産業の興隆に伴い、半導体
基板の加熱装置は半導体の製造プロセスにおける様々な
工程で使用されている。例えば、半導体基板にイオンを
注入した後に行われるアニール工程で半導体基板を加熱
する場合や、半導体基板の気相ドライエッチングの際に
エッチレートを向上させるために半導体基板を加熱する
場合や、また、ＣＶＤ法で半導体基板にＳｉＯ_２等の薄
膜形成の際に、その堆積速度を向上させるために半導体
基板を加熱する場合に使用されている。

【０００３】図２は、このような従来の基板加熱装置の
説明図であり、加熱時の状態を表している。同図の基板
加熱装置は、基板支持搬送手段４、その基板支持搬送手
段４を上下に動かすための駆動装置５、ヒーター６が内
蔵された半導体基板１０を加熱するための加熱保持台７
から構成されており、加熱保持台の中心部は貫通口が開
けられ、その中に基板支持搬送手段４が上下可動に配設
されている。そして、この基板加熱装置は、開閉可能な
ゲート９が設置された加熱チャンバー８の中に収められ
ている。

【０００４】この基板加熱装置で半導体基板１０を加熱
する場合には、外部半導体搬送装置１１のアーム１２に
より、半導体を格納するキャリヤー（図示せず）から取
り出された半導体基板１０は、ゲート９が開いた加熱チ
ャンバー８の中に搬入され、基板支持搬送手段４の真上
まで運ばれる。次に基板支持搬送手段４が駆動装置５に
より下方から上方に向かって伸び、半導体基板１０をそ
の上に載置し、更に外部半導体搬送装置１１のアーム１
２の上方に半導体基板を押しあげ、アーム１２と半導体
基板１０とを離す。その後、アーム１２はゲート９から
加熱チャンバー８の外に移動し、ゲート９が閉じる。

【０００５】一方、半導体基板１０を載置した基板支持
搬送手段４は下方に移動し、図２に示したように半導体
基板１０が加熱保持台７と基板支持搬送手段４の双方の
上に載置されるようにする。加熱保持台７は内蔵された
ヒーターで加熱されており、その熱によって半導体基板
１０が加熱されることになる。

【０００６】所定の加熱処理を施された半導体基板１０
は、それが加熱保持台７に載置された順序と逆の順序で
加熱チャンバー８の外へ搬送される。即ち、基板支持搬
送装置４により、半導体基板１０は加熱保持台７から上
に押し上げられる。外部半導体搬送装置１１のアーム１
２がゲート９から加熱チャンバー８の中に入り、半導体
基板１０の下まで伸びてくる。ついで半導体支持搬送手
段４が下方に移動し、半導体基板１０をアーム１２に載
置する。半導体基板１０を載置したアーム１２は、ゲー
ト９から加熱チャンバーの外へ半導体基板１０を搬出す
る。このようにして、従来の基板加熱装置は半導体基板
を加熱処理している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の基板加熱装置においては、図２に示すよう
に、半導体基板１０が加熱保持台７に載置されて加熱さ
れるときに、基板支持搬送手段４とも接触しており、し
かも基板支持搬送手段４が金属から構成されているの
で、基板支持搬送手段４がヒートシンクとして機能して
しまうこととなる。その結果、基板支持搬送手段４と接
触している部分の半導体基板１０の温度が、加熱保持台
７と接触している部分の半導体基板１０の温度より低く
なり、半導体基板の面内温度が不均一となる。このた
め、このような従来の基板加熱装置を用いて半導体基板
をアニールすると半導体基板内に局部熱応力が生じ、ス
リップライン等の結晶欠陥生じたり、また、半導体基板
を気相ドライエッチング処理するとエッチングレートが
半導体基板の面内で不均一となったり、或いは半導体基
板上にＣＶＤ法で薄膜を形成すると膜厚が不均一になっ
たりするという問題点があった。

【０００８】この考案は以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、シリコンウェハ等の基板
を均一な面内温度で加熱することのできる基板加熱装置
を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この考案の基板加熱装置は、基板を加熱するため
の加熱保持台及びその加熱保持台に基板を載置し、上下
動するの基板支持搬送手段を有し、基板が加熱されると
きに基板支持搬送手段が基板の下面に接するかあるいは
基板の下面近傍に位置する基板加熱装置において、基板
支持搬送手段の基板側の部分が熱伝導性の高い板状部材
で構成され、基板と離れた部分の少なくとも一部が熱伝
導性の低い支柱状部材で構成されていることを特徴とし
ている。

【００１０】このように、この考案の基板加熱装置は、
従来、ステンレス等の金属だけで構成されていた基板支
持搬送手段に関し、半導体基板と接する側の基板支持搬
送手段の部分を熱伝導率の高い耐熱性部材で構成し、更
に、半導体基板と接しない部分を熱伝導性の低い耐熱性
部材で構成したものである。

【００１１】

【作用】この考案の基板加熱装置においては、基板支持
搬送手段は半導体基板と接する側の部分が熱伝導率の高
い板状の耐熱性部材で構成されているので、加熱時には
その熱伝導率の高い板状部材が加熱保持台から供給され
る熱を効率よく半導体基板に伝達する。このため、加熱
時に半導体基板は、加熱保持台上に載置されている部分
が直接加熱保持台から供給される熱により加熱されると
共に、半導体基板の基板支持搬送手段上に載置されてい
る部分も加熱保持台から基板支持搬送手段を介して供給
される熱により加熱される。

【００１２】さらに、この基板支持搬送手段は、半導体
基板と離れた部分の少なくとも一部が熱伝導性の低い支
柱状部材で構成されているので、半導体基板に供給され
た熱が基板支持搬送手段を介して外部に逃げることを防
止する。このため、半導体基板の加熱保持台上に載置さ
れている部分と基板支持搬送手段上に載置されている部
分とは短時間に均一に加熱されるようになる。

【００１３】なお、半導体基板の加熱時におけるこのよ
うな基板支持搬送手段の作用は、基板支持搬送手段上に
半導体基板が接するように載置された場合に、基板支持
搬送手段が加熱保持台からの熱を高い効率で半導体基板
に伝達するので特に良好に奏じるが、半導体基板を加熱
保持台上に安定的に載置するための搬送操作の便宜上の
理由等により、基板支持搬送手段が半導体基板と接する
ことなく半導体基板の下面近傍に位置する場合でも、基
板支持搬送手段は半導体基板に輻射熱を供給するので同
様の作用が奏じることとなる。

【００１４】

【実施例】以下、この考案を実施例により具体的に説明
する。

【００１５】図１はこの考案の基板加熱装置に使用する
基板支持搬送手段１の一態様の斜視図であるが、この考
案の基板加熱装置は、図２の基板支持搬送手段４を図１
に示す基板支持搬送手段１に代える以外は図２に示す構
成と同じであり、また基板の加熱処理の方法も図２につ
いて説明した通りである。

【００１６】図１において、この考案を特徴づける基板
支持搬送手段１は、シリコンウェハやＧａＡｓウェハ等
の半導体基板と接する側を熱伝導性の高い円板状の部材
２で構成し、その部材２を支持する円柱状の部分を熱伝
導性の低い部材３で構成する。なお、熱伝導性のよい部
材２の形状は円板状に限らず、その半導体基板と接する
面も必ずしも平板状でなくともよい。半導体基板を安定
に支持できる形状である限り種々の形状とすることがで
きる。また、熱伝導性の低い部材３の形状も円柱状に限
らず、部材２を支持できる限り種々の形状とすることが
できる。

【００１７】部材２の材質としては、加熱温度に耐える
ことのできるものであり、その熱伝導性が半導体基板の
熱伝導性と同等か若しくはより高いものを選択すること
が好ましい。このような部材２用の材質としては、銅、
タングステン、モリブデンなどの金属やシリコンなどの
半導体が好ましい。また、部材２の材質としては、それ
が基板に直接接触するものなので、基板を汚染しないよ
うな材質を選択することが好ましい。従って、基板がシ
リコンウェハの場合には、基板の汚染を極力防止するた
めに多結晶シリコンで円板状の部材２を構成することが
好ましい。

【００１８】部材３の材質としては、加熱温度に耐える
ことができ、熱伝導性が部材２よりも十分に低く、部材
２から部材３を通して熱が逃げ難いものであることが必
要である。このような部材３の材質としては、アルミ
ナ、窒化ケイ素、窒化硼素等のセラミックス、耐熱プラ
スチック、硬化性樹脂、テフロン樹脂等の耐熱有機物、
石英、ガラス等を使用できる。コストが低く入手が容易
な点からは石英が好ましい。

【００１９】部材３と部材２とは、当業者に公知の方法
で一体化することができる。例えば、部材２を金属製と
し、部材３をセラミックス製とした場合、金属製の部材
２に複数の凹部を設け、一方、セラミックス製の部材３
にも、金属製の部材２の凹部に嵌合するように凸部を設
け、両者を嵌合すればよい。

【００２０】なお、部材３の部材２の反対側の端には、
通常駆動装置５との接合のための接合部材が取り付けら
れるが、このように半導体基板１０から部材３よりも離
れた位置に設けられる部材は熱伝導性の高い金属製であ
ってもよい。

【００２１】

【考案の効果】この考案の基板加熱装置によれば、シリ
コンウェハ等の半導体基板を均一な面内温度で加熱する
ことができ、従って、局部熱応力が生じず、スリップラ
イン等の結晶欠陥も生じない。また、基板を気相エッチ
ングする際にも、均一なエッチレートを達成することが
できる。基板にＣＶＤ法により薄膜形成する場合にも均
一な膜厚を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この考案の基板加熱装置に使用する基
板支持搬送手段の説明のための斜視図である。

【図２】図２は、従来の基板加熱装置の説明図である。

【符号の説明】

１この考案で使用する基板支持搬送手段２熱伝導性の高い部材３熱伝導性の低い部材４従来の基板加熱装置で使用する基板支持搬送手段５駆動装置６ヒーター７加熱保持台８加熱チャンバー９ゲート１０半導体基板１１外部基板搬送装置１２アーム

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】基板を加熱するための加熱保持台及びそ
の加熱保持台に基板を載置し、上下動する基板支持搬送
手段を有し、基板が加熱されるときに基板支持搬送手段
が基板の下面に接するかあるいは基板の下面近傍に位置
する基板加熱装置において、基板支持搬送手段の基板側
の部分が熱伝導性の高い板状部材で構成され、基板と離
れた部分の少なくとも一部が熱伝導性の低い支柱状部材
で構成されていることを特徴とする基板加熱装置。
【請求項２】基板支持搬送手段を構成する熱伝導性の
高い板状部材が金属であり、熱伝導性の低い支柱状部材
が石英である請求項１記載の基板加熱装置。
【請求項３】熱伝導性の高い板状部材がシリコン半導
体からなり、熱伝導性の低い支柱状部材が、アルミナ、
窒化ケイ素又は窒化硼素からなる請求項１記載の基板加
熱装置。