JP2725081B2 - 半導体装置製造用熱処理装置 - Google Patents

半導体装置製造用熱処理装置

Info

Publication number
JP2725081B2
JP2725081B2 JP2176429A JP17642990A JP2725081B2 JP 2725081 B2 JP2725081 B2 JP 2725081B2 JP 2176429 A JP2176429 A JP 2176429A JP 17642990 A JP17642990 A JP 17642990A JP 2725081 B2 JP2725081 B2 JP 2725081B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric heater
heat treatment
semiconductor device
power supply
treatment apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2176429A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0465119A (ja
Inventor
文健 三重野
雄二 古村
敦弘 筑根
宏志 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2176429A priority Critical patent/JP2725081B2/ja
Priority to US07/725,081 priority patent/US5233163A/en
Publication of JPH0465119A publication Critical patent/JPH0465119A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2725081B2 publication Critical patent/JP2725081B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103Apparatus for thermal treatment mainly by conduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の気相成長、アニール等に使用される半導
体装置製造用熱処理装置の改良に関し、 均一に、しかも、高い電力効率をもって加熱すること
ができる電気ヒータを有する半導体装置製造用熱処理装
置を提供することを目的とし、 グラファイトよりなる円筒状体の上面は平面部をな
し、前記の円筒状体の下部には前記の上面におゝむね平
行方向に開口が穿設されて前記の円筒状体の下部は二つ
の脚部をなし、この脚部の一方から他方に通電される電
気ヒータと、この電気ヒータに給電する給電部と、この
給電部と給ガス手段と排ガス手段とが設けられている処
理室とを有する半導体装置製造用熱処理装置をもって構
成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体の気相成長、アニール等に使用され
る半導体装置製造用熱処理装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
半導体装置製造用熱処理装置の加熱方法としては、ラ
ンプヒータを使用する方法、高周波加熱装置を使用する
方法、グラファイトよりなる電気ヒータを使用する方法
等がある。ランプヒータを使用する場合には、処理室に
形成されている光透過窓を介して、処理室の外部から処
理室内に載置された半導体ウェーハに赤外線を照射して
加熱するが、処理室内において発生する反応生成物が光
透過窓に付着して光の透過率が次第に低下するため、光
透過窓の洗浄が必要であるという欠点がある。また、高
周波加熱装置を使用する場合には、処理室内に高周波コ
イルを設ける必要があるため装置の構造が複雑になり、
また、間接加熱であるため電力効率が低く、急速に昇温
することができないという欠点がある。これらの欠点を
伴わない加熱方法としてグラファイトよりなる電気ヒー
タを使用する方法があり、本発明は、グラファイトより
なる電気ヒータを使用して加熱する半導体装置製造用熱
処理装置の改良に関する。
従来のグラファイトよりなる電気ヒータを使用する半
導体装置製造用熱処理装置の構成を第4図に示す。図に
おいて、1は処理室であり、2は給ガス手段であり、3
は排ガス手段であり、13はグラファイトよりなる電気ヒ
ータであり、両端が電極6に接続されている。14は半導
体ウェーハ15を載置する石英プレートである。グラファ
イトよりなる電気ヒータ13の平面図を第5図に示す。グ
ラファイトは蛇行状に形成したものであり、外形はほゞ
円形になっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
半導体ウェーハ15が蛇行状に形成されたグラファイト
よりなる電気ヒータ13によって加熱されるため、半導体
ウェーハ15の全面が均一に加熱されず、また、半導体ウ
ェーハ15は電気ヒータ13上に設けられた石英プレート14
を介して加熱されるため電力効率が低いという欠点があ
る。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、均
一に、しかも、高い電力効率をもって加熱することがで
きる電気ヒータを有する半導体装置製造用熱処理装置を
提供することにある。
なお、本願発明の発明者等は、昇温・降温に要する時
間を短縮し消費電力量を減少することを可能にすること
を目的として、『抵抗加熱が可能な材料よりなるヒータ
(1)を同一材料よりなる通電部(2)の上に噛合させ
て載置し、ヒータ電源(5)の電力を電力制御器(4)
により制御して交流電圧を前記通電部(2)に設けた電
極(3)に印加し、前記ヒータ(1)に切り込み(1b)
を設け、前記ヒータ(1)の上面のサセプタ(1a)を均
一に加熱することにより、前記サセプタ(1a)の上に載
置した被加熱物(7)を均一に加熱することを特徴とす
る高温処理炉』なる文言を特許請求の範囲とする高温処
理炉を開発して、特許出願している(特開昭63−222427
号)。
しかし、この高温処理炉は、加熱体が被加熱処理半導
体ウェーハと接触する接触面における電気ヒータの形状
に対する配慮を欠いていたゝめ、被熱処理半導体ウェー
ハの全面を均一に加熱できないという欠点があり、しか
も、加熱体に給電する給電用電極の絶縁に対する配慮が
不足していたゝめ、給電用電極が短絡するという事故が
頻発し、全く実用に耐えないという欠点があることが判
明した。
そこで、本願発明の発明者等は、特開昭63−222427号
に開示されている高温処理炉の欠点を解消するため、本
願発明に係る半導体装置製造用熱処理装置を開発したも
のであり、本願発明の目的には、特開昭63−222427号に
開示されている高温処理炉において不可避の欠点(被熱
処理半導体ウェーハの全面を均一に加熱できないという
欠点と、給電用電極が短絡するという事故が頻発すると
いう欠点)を解消することを含む。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、グラファイトよりなる円筒状体(7)
の上面は平面部(8)をなし、前記の円筒状体(7)の
下部には、前記上面におゝむね平行でありその上面が円
弧状をなし、この円弧の両端から下方にほゞ垂直に延び
る開口(9)が穿設されて、前記の円筒状体(7)の下
部は前記の開口(9)を挟んで二つの脚部(10)をな
し、この脚部(10)の一方から他方に通電される電気ヒ
ータ(4)と、この電気ヒータ(4)に給電する給電部
(5)と、この給電部(5)と給ガス手段(2)と排ガ
ス手段(3)とが設けられてなる処理室(1)とを有す
る半導体装置製造用熱処理装置によって達成される。
なお、前記の電気ヒータ(4)の表面は、通電面を除
いて炭化シリコン膜をもって覆われていることが好まし
い。
さらに、前記の電気ヒータ(4)の前記の脚部(10)
の下面は半円状をなし、この半円状の下面には同心円状
の溝(11)が少なくとも1個形成されており、前記の給
電部(5)は、相互に絶縁された二つの半円状をなし、
前記の脚部(10)の同心円状溝(11)と嵌合する同心円
状の凸部(12)が少なくとも1個形成されていることが
好ましい。
また、上記の同心円状の溝に代えて、同心円状に配設
される複数の溝(形状は自由である。)としてもよい。
〔作用〕
本発明に係る半導体装置製造用熱処理装置に使用され
るグラファイトよりなる電気ヒータの斜視図を第2図に
示す。二つの脚部10の断面積を十分大きく形成すること
によって、主として上部の平面部8において発熱するよ
うにしてある。しかも、開口9の上面を円弧状に形成す
ることによって、第2図にA−A′、B−B′、C−
C′等をもって示す断面(平面部8を流れる電流の方向
に直交する断面)は、それぞれ同一の断面積を有するよ
うに形成されているため、平面部8の抵抗値は電流の流
れる方向に一様に分布し、平面部8は均一に加熱され
る。
電気ヒータ4の脚部10と給電部5とは、電気ヒータ4
の脚部10に設けられた溝11と給電部5に設けられた凸部
12とを介して相互に嵌合しているので、電気ヒータ4が
熱膨張することによって発生する応力は嵌合部において
緩和され、電気ヒータ4にクラックが発生することが防
止される。また、電気ヒータ4をなすグラファイトの表
面を、通電面を除いて炭化シリコン膜をもって覆うこと
によって反応ガスに対する耐蝕性が向上する。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつゝ、本発明の一実施例に係る半
導体装置製造用熱処理装置について説明する。
第1図参照 第1図に、半導体装置製造用熱処理装置の構成図を示
す。図において、1は処理室であり、2は給ガス手段で
あり、3は排ガス手段である。4はグラファイトよりな
る電気ヒータであり、上面に半導体ウェーハ15が載置さ
れる。5は電気ヒータ4に給電するグラファイトよりな
る給電部であり、電極6を介して電源(図示せず)に接
続される。
第2図・第3図参照 第2図は、電気ヒータ4と給電部5の斜視図であり、
第3図は、第2図の一部断面を含む側面図であり、左半
分に電気ヒータ4を紙面に平行する面で切断した断面を
示し、右半分に電気ヒータ4の側面図を示す。よって、
右半分の側面図に示される破線は、左半分の断面図に実
線をもって示される端面を示す。電気ヒータ4は、グラ
ファイトよりなる円筒状体7の上部に、表面が平面であ
り下面が円弧状である平面部8が形成されており、この
平面部8の下部に連結される円筒状体7は開口9によっ
て二つ割りにされており、二つの脚部10に連なってい
る。上記したとおり、開口9の上面は円弧状に形成され
ており、平面部8の電流の流れる方向に直交する断面、
すなわち、第2図にA−A′、B−B′、C−C′等を
もって示す断面の断面積はおゝむね同一になるように形
成されている。
脚部10の下面は半円状に近い形をなしており、第3図
に示すように、同心円状の複数の溝11が形成されてい
る。
一方、半円状をなす二つの給電部5はグラファイトよ
りなり、上面には複数の同心円状の凸部12が形成されて
おり、この凸部12のそれぞれは電気ヒータ4の脚部10に
形成されている複数の溝11のそれぞれと嵌合し、電気ヒ
ータ4を支持する。
電気ヒータ4の脚部10に形成された溝11と給電部5に
形成された凸部12との嵌合面と、給電部5の電極6との
接触面とを除いて、電気ヒータ4と給電部5のグラファ
イト表面に炭化シリコン膜をコーティングする。
排気手段3をもって処理室1内を真空にし、給ガス手
段2から10SCCMのジシラン(Si2H6)と30SCCMの水素と1
SCCMのホスフィン(PH3)とを供給しながら処理室内の
圧力を5Torrに保持し、電極6と給電部5とを介して電
気ヒータ4の一方の脚部から他方の脚部に向かって通電
して、電気ヒータ4の平面部8上に載置した直径6イン
チのシリコンウェーハ15を950℃に加熱し、シリコンウ
ェーハ15上にシリコンのエピタキシャル層を成長する工
程を100枚のシリコンウェーハについて実行した結果、
すべてのシリコンウェーハ15上にスリップラインが発生
することがなく、良好なエピタキシャル層を成長するこ
とができた。この事実は、電気ヒータ4の平面部8上の
すべての領域がおゝむね同一の温度に保持されているこ
とを示す。
第6図参照 また、第6図(a)に示すように、4インチのシリコ
ンウェーハ15の表面の半分(図においては右半分)に二
酸化シリコン膜16を形成し、全面に本発明の方法を使用
してシリコン層を気相成長して、第6図(b)に示すよ
うに、左半分にエピタキシャルシリコン層17を、また、
右半分に多結晶シリコン層18を形成し、次いで、第6図
(c)に示すように、多結晶シリコン層18の右半分にエ
ッチングをなして、中央領域の5mm幅の帯状領域を除く
領域から多結晶シリコン層18を除去し、中央領域の5mm
幅の帯状領域に多結晶シリコン層18を残留する。そし
て、中央領域に帯状に残留した多結晶シリコン層18の厚
さを、第6図(d)に示すa、b、...、iの各点にお
いて測定した結果を、第1表に示す。測定はイ、ロ、
ハ、ニの四つの独立の試料について実施した。
なお、表中の分布の欄に記載した数値は、 より求めた値である。
第1表のデータから明らかなように、シリコンウェー
ハ15上にはほゞ均一に多結晶シリコン層18が形成されて
おり、また、シリコンウェーハ15の左半分に形成された
エピタキシャルシリコン層17の結晶性も良好であること
が確認された。これらの測定結果から、シリコンウェー
ハ15の全面が均一に加熱されていることが証明された。
〔発明の効果〕
以上説明せるとおり、本発明に係る半導体装置製造用
熱処理装置においては、電気ヒータ上部の半導体ウェー
ハが載置される平面部の電流の流れる方向に直交する断
面の面積は、電流の流れる方向に添って同一になるよう
に形成されているので、電気ヒータ上部の平面部は全領
域にわたって均一に加熱され、平面部上に直接載置され
た半導体ウェーハは均一に加熱されるとゝもに、給電用
電極が短絡するという事故が頻発することもなく、直接
加熱のため電力効率も高くなる。また、電気ヒータの脚
部と給電部とは溝と凸部とをもって嵌合されているの
で、電気ヒータの熱膨張によって発生する応力は嵌合部
において吸収され、電気ヒータにクラックが発生するこ
とが防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る半導体装置製造用熱
処理装置の構成図である。 第2図は、電気ヒータの斜視図である。 第3図は、電気ヒータの一部断面を含む側面図である。 第4図は、従来技術に係る半導体装置製造用熱処理装置
の構成図である。 第5図は、従来技術に係る半導体装置製造用熱処理装置
に使用される電気ヒータの平面図である。 第6図は、シリコンの気相成長膜厚測定方法の説明図で
ある。 1……処理室、 2……給ガス手段、 3……排ガス手段、 4……電気ヒータ、 5……給電部、 6……電極、 7……電気ヒータの円筒状体、 8……電気ヒータの平面部、 9……電気ヒータの側面に設けられる開口、 10……電気ヒータの脚部、 11……電気ヒータに設けられる溝、 12……給電部に設けられる凸部、 13……電気ヒータ(従来技術)、 14……石英プレート(従来技術)、 15……半導体ウェーハ、 16……二酸化シリコン層、 17……エピタキシャルシリコン層、 18……多結晶シリコン層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筑根 敦弘 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 宮田 宏志 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−222427(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】グラファイトよりなる円筒状体(7)の上
    面は平面部(8)をなし、前記円筒状体(7)の下部に
    は、前記上面におゝむね平行でありその上面が円弧状を
    なし、該円弧の両端から下方にほゞ垂直に延びる開口
    (9)が穿設されて、前記円筒状体(7)の下部は前記
    開口(9)を挟んで二つの脚部(10)をなし、該脚部
    (10)の一方から他方に通電される電気ヒータ(4)
    と、 該電気ヒータ(4)に給電する給電部(5)と、 該給電部(5)と給ガス手段(2)と排ガス手段(3)
    とが設けられてなる処理室(1)と を有することを特徴とする半導体装置製造用熱処理装
    置。
  2. 【請求項2】前記電気ヒータ(4)の表面は、通電面を
    除いて炭化シリコン膜をもって覆われてなる ことを特徴とする請求項〔1〕記載の半導体装置製造用
    熱処理装置。
  3. 【請求項3】前記電気ヒータ(4)の前記脚部(10)の
    下面は半円状をなし、 該半円状の下面には同心円状の溝(11)が少なくとも一
    つ形成されてなり、前記給電部(5)は、相互に絶縁さ
    れた二つの半円状をなし、前記脚部(10)の同心円状の
    溝(11)と嵌合する同心円状の凸部(12)が少なくとも
    一つ形成されてなる ことを特徴とする請求項〔1〕または〔2〕記載の半導
    体装置製造用熱処理装置。
JP2176429A 1990-07-05 1990-07-05 半導体装置製造用熱処理装置 Expired - Fee Related JP2725081B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2176429A JP2725081B2 (ja) 1990-07-05 1990-07-05 半導体装置製造用熱処理装置
US07/725,081 US5233163A (en) 1990-07-05 1991-07-03 Graphite columnar heating body for semiconductor wafer heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2176429A JP2725081B2 (ja) 1990-07-05 1990-07-05 半導体装置製造用熱処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0465119A JPH0465119A (ja) 1992-03-02
JP2725081B2 true JP2725081B2 (ja) 1998-03-09

Family

ID=16013551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2176429A Expired - Fee Related JP2725081B2 (ja) 1990-07-05 1990-07-05 半導体装置製造用熱処理装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5233163A (ja)
JP (1) JP2725081B2 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0639590B2 (ja) * 1986-08-04 1994-05-25 昭和シェル石油株式会社 潤滑グリース組成物
US5536918A (en) * 1991-08-16 1996-07-16 Tokyo Electron Sagami Kabushiki Kaisha Heat treatment apparatus utilizing flat heating elements for treating semiconductor wafers
US5268989A (en) * 1992-04-16 1993-12-07 Texas Instruments Incorporated Multi zone illuminator with embeded process control sensors and light interference elimination circuit
JP3154197B2 (ja) * 1992-06-29 2001-04-09 ソニー株式会社 成膜装置
US5345534A (en) * 1993-03-29 1994-09-06 Texas Instruments Incorporated Semiconductor wafer heater with infrared lamp module with light blocking means
US5616264A (en) * 1993-06-15 1997-04-01 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for controlling temperature in rapid heat treatment system
US5444815A (en) * 1993-12-16 1995-08-22 Texas Instruments Incorporated Multi-zone lamp interference correction system
JPH08157859A (ja) * 1994-12-02 1996-06-18 Showa Shell Sekiyu Kk 潤滑グリース組成物
US6002109A (en) 1995-07-10 1999-12-14 Mattson Technology, Inc. System and method for thermal processing of a semiconductor substrate
US6902622B2 (en) * 2001-04-12 2005-06-07 Mattson Technology, Inc. Systems and methods for epitaxially depositing films on a semiconductor substrate
KR100811389B1 (ko) * 2006-03-24 2008-03-07 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 반도체 제조 장치와 히터
JP5258170B2 (ja) 2006-05-02 2013-08-07 東レ・ダウコーニング株式会社 潤滑グリース組成物
EP2247768A2 (en) 2008-02-27 2010-11-10 S.O.I.Tec Silicon on Insulator Technologies Thermalization of gaseous precursors in cvd reactors
US9793096B2 (en) * 2014-09-12 2017-10-17 Lam Research Corporation Systems and methods for suppressing parasitic plasma and reducing within-wafer non-uniformity

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL211056A (ja) * 1955-11-02
US3220380A (en) * 1961-08-21 1965-11-30 Merck & Co Inc Deposition chamber including heater element enveloped by a quartz workholder
US3351742A (en) * 1964-12-02 1967-11-07 Monsanto Co Electric resistance heaters
US3436255A (en) * 1965-07-06 1969-04-01 Monsanto Co Electric resistance heaters
DE2050076C3 (de) * 1970-10-12 1980-06-26 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Vorrichtung zum Herstellen von Rohren aus Halbleitermaterial
US3820935A (en) * 1971-10-04 1974-06-28 Siemens Ag Method and device for the production of tubular members of silicon
US4724621A (en) * 1986-04-17 1988-02-16 Varian Associates, Inc. Wafer processing chuck using slanted clamping pins
US4938815A (en) * 1986-10-15 1990-07-03 Advantage Production Technology, Inc. Semiconductor substrate heater and reactor process and apparatus
JPS63222427A (ja) * 1987-03-11 1988-09-16 Fujitsu Ltd 高温処理炉
JPS63227011A (ja) * 1987-03-17 1988-09-21 Fujitsu Ltd 化学気相成長装置
US4978567A (en) * 1988-03-31 1990-12-18 Materials Technology Corporation, Subsidiary Of The Carbon/Graphite Group, Inc. Wafer holding fixture for chemical reaction processes in rapid thermal processing equipment and method for making same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0465119A (ja) 1992-03-02
US5233163A (en) 1993-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2725081B2 (ja) 半導体装置製造用熱処理装置
EP0964433B1 (en) Multiple-layered ceramic heater
US5331134A (en) Double-layered ceramic heater
JPH0652722B2 (ja) ヒータ組立体及び基板の加熱方法
JP2004006242A (ja) セラミックヒーター
JP5653830B2 (ja) 多結晶シリコン製造装置および多結晶シリコン製造方法
JPH0917742A (ja) 熱処理装置
US20120145701A1 (en) Electrical resistance heater and heater assemblies
JP3103896B2 (ja) ハロゲンランプ及び熱処理炉
JPS6327435Y2 (ja)
JP3474406B2 (ja) シリコン製発熱体及びこれを用いた半導体製造装置
TWI496500B (zh) Heater and film forming device
JPH0545056B2 (ja)
JP4310563B2 (ja) ヒータ及び該ヒータの端子部構造
JP2988810B2 (ja) 熱処理装置
JPH0533524U (ja) 枚葉式cvd装置用ヒータ
JP2009301796A (ja) セラミックスヒーター及びその製造方法
Karasawa et al. Development of Cat-CVD apparatus—A method to control wafer temperatures under thermal influence of heated catalyzer
WO1991010336A1 (en) Silicon heating element
JP2009123577A (ja) 基板加熱装置
JPS58220165A (ja) 加熱定着装置
JP2644819B2 (ja) 加熱炉
JPH03175287A (ja) 半導体製造装置
JP7520117B2 (ja) 固体ヒータ及び製造の方法
CN218666402U (zh) 一种用于成膜装置的发热体结构

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees