JP2967266B2 - Heat treatment equipment for semiconductors - Google Patents
Heat treatment equipment for semiconductorsInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウェ
ハを加熱することにより酸化や薄膜形成などの処理を行
なう際に用いられる抵抗発熱ヒーターを使用して半導体
ウェハの熱処理を行なう半導体用加熱処理装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is, for example, a semiconductor heating treatment for performing a heat treatment of the semiconductor wafer using a resistance heater over which is used when performing processing such as oxidation or a thin film formed by heating the semiconductor wafer It concerns the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体ウェハの加熱処理に用いられる抵
抗発熱ヒーターとして、従来では、ニクロム線等を抵抗
発熱部とし、この抵抗発熱部に電流を流すことでジュー
ル熱を発生させるようにした合金製抵抗発熱ヒーター、
あるいは、ケイ化モリブデン(MoSi)や炭化ケイ素
(SiC)等のセラミックス焼結体を抵抗発熱部とし、
この抵抗発熱部に電流を流すことでジュール熱を発生さ
せるようにした硅化物製抵抗発熱ヒーターが多く用いら
れていた。2. Description of the Related Art Conventionally, as a resistance heating heater used for heat treatment of a semiconductor wafer, an alloy made of an alloy in which a Nichrome wire or the like is used as a resistance heating portion and a current is caused to flow through the resistance heating portion to generate Joule heat. Resistance heating heater,
Alternatively, a ceramic sintered body such as molybdenum silicide (MoSi) or silicon carbide (SiC) is used as the resistance heating section,
A resistance heating heater made of silicide, which generates Joule heat by passing a current through the resistance heating portion, has been widely used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の抵抗発
熱ヒーターのうち、ニクロム線等を抵抗発熱部とする合
金製抵抗発熱ヒーターは、比較的径の大きいニクロム線
等が用いられるために熱容量が大きく、その発熱量を高
速に制御することができないので、半導体ウェハのよう
な被処理体の熱処理温度を1枚毎に変化させながら連続
処理を行なう場合、処理回数に対応した適切な加熱温度
が得られず、被処理体ごとに加熱処理にばらつきが発生
するという問題がある。一方、セラミックス焼結体を抵
抗発熱部とする硅化物製抵抗発熱ヒーターは、上記合金
製抵抗加熱ヒーターに比べて熱容量が小さくて、発熱量
を高速制御することが可能で、1枚ごとに熱処理温度が
異なる被処理体を連続処理する際の加熱温度および加熱
処理のばらつきを抑制することができるものの、ヒータ
ー製造の過程において様々な重金属類等の不純物を含ん
でおり、定格の使用条件の下においてもそれら元素がヒ
ーターの表面から蒸発し、熱処理装置の内部に浮遊、付
着し、やがて被処理ウェハに到達すると、高温に加熱さ
れた被処理ウェハ中に拡散し、電子素子の特性、寿命に
著しい悪影響を与えるという問題がある。Among the above-described conventional resistance heating heaters, the resistance heating heater made of alloy using a nichrome wire or the like as a resistance heating portion has a large heat capacity because a relatively large diameter nichrome wire or the like is used. When the continuous processing is performed while changing the heat treatment temperature of the object to be processed such as a semiconductor wafer for each wafer, an appropriate heating temperature corresponding to the number of times of processing is required because the heat generation amount is large and cannot be controlled at high speed. There is a problem in that the heat treatment cannot be performed, and the heat treatment varies from one object to another. On the other hand, a silicide resistance heating heater using a ceramic sintered body as a resistance heating portion has a smaller heat capacity than the above-described alloy resistance heating heater, and can control the amount of heat generation at a high speed. Although it is possible to suppress the variation of the heating temperature and the heating process when continuously processing the workpieces with different temperatures, it contains various heavy metals and other impurities in the heater manufacturing process, and under rated operating conditions. Also, these elements evaporate from the surface of the heater, float and adhere to the inside of the heat treatment apparatus, and eventually reach the wafer to be processed, and diffuse into the wafer to be heated to a high temperature. There is a problem of having a significant adverse effect.
【0004】また、上記のようなヒーターからの汚染を
防ぐため、従来の熱処理装置においては、不純物原子の
拡散透過速度が遅く、ある期間、不純物の浸透を阻止で
きる材料である炭化ケイ素(SiC)を用いてバリア容
器を設置し、被処理ウェハをこのSiC製バリア容器の
内部に設置し、外部のヒーターから隔離する構造を採用
していた。この場合は、不純物の拡散を防ぐバリア容器
を含むため容量が大きく、被処理ウェハの熱処理温度の
変更を行なうためには長時間をかけて温度の安定化を待
つ必要があり、一方、被処理ウェハの大口径化とともに
発生してきた熱処理の枚葉化あるいは小ロット化の要求
や、ウェハの小ロット毎あるいは1枚毎の熱処理条件の
変更に対する迅速な対応に問題を残すものであった。こ
のような問題は、抵抗発熱ヒーター単体の問題に止まら
ず、該抵抗発熱ヒーターを使用して半導体ウェハの熱処
理を行なう半導体用加熱処理装置にも共通する問題であ
る。Further, in order to prevent the contamination from the heater as described above, in a conventional heat treatment apparatus, the diffusion and transmission speed of impurity atoms is low, and silicon carbide (SiC) is a material that can prevent the penetration of impurities for a certain period of time. A barrier container is installed by using the above-described method, and a wafer to be processed is installed inside the SiC barrier container, and the wafer is isolated from an external heater. In this case, the capacity is large due to the inclusion of a barrier container for preventing the diffusion of impurities, and it is necessary to wait a long time for the temperature to stabilize in order to change the heat treatment temperature of the wafer to be processed. This has left a problem in the demand for a single wafer or a small lot of the heat treatment that has occurred with the increase in the diameter of the wafer, and in the prompt response to the change in the heat treatment condition for each small lot or every single wafer. Such a problem is not limited to the problem of the resistance heating heater alone, but is also a problem common to a semiconductor heat treatment apparatus that performs heat treatment of a semiconductor wafer using the resistance heating heater.
【0005】一方、半導体用加熱処理装置においては、
その適用されるプロセスに応じて各種のガスの流れの中
で半導体ウェハを加熱することが必要であり、流れの分
布によりウェハの温度分布が変わり、また、ウェハに作
り込まれた素子構造によっても温度分布が変わる可能性
があり、均一な温度の熱源を作りやすい反面、部分的に
温度を高速に変化修正することが困難な問題がある。On the other hand, in a semiconductor heat treatment apparatus,
It is necessary to heat the semiconductor wafer in various gas flows depending on the applied process, and the temperature distribution of the wafer changes depending on the flow distribution, and also depending on the element structure built in the wafer. There is a possibility that the temperature distribution changes, and it is easy to create a heat source having a uniform temperature, but there is a problem that it is difficult to change and correct the temperature at a high speed partially.
【0006】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、抵抗発熱部の熱容量を低減させて1枚ごとに
熱処理温度が異なる被処理体の連続処理にも適切に対応
させ得るものでありながら、加熱処理時の不純物の放出
をなくして欠陥等を発生することなく、均一かつ急速に
加熱処理することができる抵抗発熱ヒーターを使用した
半導体用加熱処理装置を提供することを目的としてい
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is capable of appropriately coping with continuous processing of an object to be processed having a different heat treatment temperature for each sheet by reducing the heat capacity of the resistance heating portion. However, there is provided a semiconductor heat treatment apparatus using a resistance heating heater capable of uniformly and rapidly performing a heat treatment without releasing impurities during the heat treatment and generating defects or the like. It is intended to be.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、まず第1番目の抵抗発熱ヒーターとしては、化学的
蒸着法により形成されるSiC膜などのセラミックス膜
を所定形状に成形してなる抵抗発熱部と、この抵抗発熱
部に電流を流す電極とを備えているものであり、また、
第2番目の抵抗発熱ヒーターとしては、セラミックス焼
結体またはグラファイトからなる所定形状の基板の表面
に化学的蒸着法によりSiC膜を形成してなる抵抗発熱
部と、この抵抗発熱部に電流を流す電極とを備えている
ものである。To achieve SUMMARY OF to the above objects, as the first 1st resistance heating heater, formed by molding a ceramic film such as SiC film formed by chemical vapor deposition in a predetermined shape a resistance heating unit, it is also of that have an electrode supplying a current to the resistance heating unit, also,
As the second resistance heating heater , a resistance heating part in which a SiC film is formed by a chemical vapor deposition method on a surface of a substrate having a predetermined shape made of a ceramic sintered body or graphite, and an electric current is supplied to the resistance heating part. that it has an electrode
It is also of the.
【0008】上記第1番目または第2番目の抵抗発熱ヒ
ーターによれば、抵抗発熱部の全体または表面が化学的
蒸着法により形成されるSiC膜などのセラミックス膜
から成形されたものであるから、ニクロム線等を抵抗発
熱部とする合金製抵抗発熱ヒーターに比べて、抵抗発熱
部の熱容量を低減させて発熱量の高速制御を可能とし、
1枚ごとに熱処理温度が異なる被処理ウェハの連続処理
に対応させやすいだけでなく、加熱処理時にヒーター表
面から不純物を放出することが非常に少なくなり、被処
理ウェハの汚染が防止されるとともに、不純物を阻止す
るためのバリア容器を必要としないので熱容量が小さ
く、温度の変更が迅速に可能であるため、熱処理温度の
変更が被処理ウェハの交換期間中等の待機期間にはヒー
ターの温度を下げ、ウェハを設置した後に電流を増加し
て高温に加熱する等の運転方法により消費電力の低減や
ヒーターの長寿命化が可能である。また、ヒーターと被
処理ウェハとの間に不純物の拡散を防ぐバリヤーを配置
する必要もないたために、バリヤーによる熱損失がな
く、抵抗発熱部の熱容量をより低減することが可能とな
る。[0008] The first or second resistance heating heat
According to the reporter , since the whole or surface of the resistance heating section is formed from a ceramic film such as a SiC film formed by a chemical vapor deposition method, an alloy resistance heating heater using a nichrome wire or the like as a resistance heating section. In comparison with, the heat capacity of the resistance heating section is reduced, enabling high-speed control of the heating value.
Not only is it easy to cope with the continuous processing of the wafers to be processed, each of which has a different heat treatment temperature, and very little impurities are released from the heater surface during the heat treatment, preventing contamination of the wafers to be processed. Since a barrier container for preventing impurities is not required, the heat capacity is small, and the temperature can be changed quickly. Therefore, changing the heat treatment temperature lowers the temperature of the heater during a standby period such as during the replacement of a wafer to be processed. In addition, it is possible to reduce the power consumption and extend the life of the heater by an operation method such as increasing the current after the wafer is installed and heating the wafer to a high temperature. Further, since there is no need to dispose a barrier for preventing diffusion of impurities between the heater and the wafer to be processed, there is no heat loss due to the barrier, and the heat capacity of the resistance heating portion can be further reduced.
【0009】そして、請求項1に記載の発明に係る半導
体用加熱処理装置は、上記第1番目に記載された構成の
抵抗発熱ヒーターをその抵抗発熱部が水平面に沿った姿
勢に固定支持するとともに、上記抵抗発熱ヒーターの電
極の内部もしくは側部には冷却流体流通用パイプが配設
されており、上記水平姿勢の抵抗発熱部を上下に貫通し
て上下動可能に設けられた支持部材を介して半導体ウェ
ハを水平に保持して上記抵抗発熱部に対する加熱作用位
置と取出位置とに変位自在に構成していることを特徴と
するものであり、また、請求項2に記載の発明に係る半
導体用加熱処理装置は、上記第2番目に記載された構成
の抵抗発熱ヒーターをその抵抗発熱部が水平面に沿った
姿勢に固定支持するとともに、上記抵抗発熱ヒーターの
電極の内部もしくは側部には冷却流体流通用パイプが配
設されており、上記水平姿勢の抵抗発熱部を上下に貫通
して上下動可能に設けられた支持部材を介して半導体ウ
ェハを水平に保持して上記抵抗発熱部に対する加熱作用
位置と取出位置とに変位自在に構成していることを特徴
とするものである。[0009] Then, the semiconductor heating treatment apparatus according to the first aspect of the present invention, along with the resistance heating portion of the resistive heating heater configurations according to the 1st to the fixed support in position along the horizontal plane A cooling fluid flow pipe is disposed inside or on the side of the electrode of the resistance heating heater, and passes through the resistance heating portion in the horizontal posture up and down through a supporting member provided to be vertically movable. 3. The semiconductor device according to claim 2 , wherein the semiconductor wafer is held horizontally to be displaceable between a heating operation position and a take-out position with respect to the resistance heating portion. use heat treatment apparatus, together with the resistance heating portion of the resistive heating heater configurations according to the first second is fixedly supported to the posture along the horizontal plane, it lays also inside the resistance heating heater electrode A cooling fluid flow pipe is provided on the side, and the semiconductor wafer is horizontally held through a supporting member movably provided up and down through the resistance heating section in the horizontal position. It is characterized in that it is configured so as to be freely displaceable between a heating action position and a removal position with respect to the resistance heating portion.
【0010】上記請求項1または2に記載の発明によれ
ば、抵抗発熱部の熱容量が非常に小さくて連続処理に対
応可能で、かつ、半導体ウェハの加熱処理時に不純物を
放出することがない抵抗発熱ヒーターを用いるととも
に、このような抵抗発熱ヒーターの抵抗発熱部を水平面
に沿った姿勢に固定させ、その水平姿勢の抵抗発熱部に
対して特に半導体ウェハを1枚ごとに水平に対向保持さ
せて直接加熱することにより、半導体ウェハをその大き
さや形状にかかわらず全域に亘って均一な温度分布とな
るように、しかも再現性よくかつ迅速に加熱処理するこ
とが可能となる。According to the first or second aspect of the present invention, the resistance heating portion has a very small heat capacity, can cope with continuous processing, and does not emit impurities during the heat treatment of the semiconductor wafer. In addition to using a heating heater, the resistance heating portion of such a resistance heating heater is fixed in a position along a horizontal plane, and a semiconductor wafer is particularly horizontally held and opposed to the resistance heating portion in a horizontal position one by one. By performing direct heating, it is possible to heat the semiconductor wafer quickly and with good reproducibility so as to have a uniform temperature distribution over the entire area irrespective of its size and shape.
【0011】上記請求項1または2に記載の発明に係る
半導体用加熱処理装置において、請求項3に記載のよう
に、上記半導体ウェハの支持部材を、それの中央部に形
成された上下方向の軸芯の周りに回転可能に構成すると
きは、加熱時に半導体ウェハを回転させることにより、
周方向の部分的な温度差を少なくして、温度分布の面内
均一化を図りながら効率よく所定温度まで加熱処理する
ことが可能となる。[0011] In the semiconductor heat treatment apparatus according to the first or second aspect of the present invention, as described in the third aspect , the supporting member for the semiconductor wafer may be formed in a vertical direction formed at a central portion thereof. When configured to be rotatable around the axis, by rotating the semiconductor wafer during heating,
It is possible to efficiently perform the heat treatment to a predetermined temperature while reducing the partial temperature difference in the circumferential direction and uniformizing the temperature distribution in the plane.
【0012】また、請求項4に記載の発明に係る半導体
用加熱処理装置は、側部に半導体ウェハを水平方向から
搬出入するための開口部を有する加熱処理空間の下部に
上記第1番目に記載された抵抗発熱ヒーターがその抵抗
発熱部を水平面に沿った姿勢にして固定配置されている
とともに、上記加熱処理空間の上部には複数の加熱用ラ
ンプが水平面に沿って並列配置されており、かつ、上記
加熱処理空間内で上記抵抗発熱ヒーターにおける水平姿
勢の抵抗発熱部と上記複数の加熱用ランプとの対向位置
に半導体ウェハを水平に保持するウェハ保持部が設けら
れ、このウェハ保持部に半導体ウェハを1枚ごとに上記
開口部を通して搬出入するウェハ搬送手段が設けられて
いることを特徴とするものであり、また、請求項5に記
載の発明に係る半導体用加熱処理装置は、側部に半導体
ウェハを水平方向から搬出入するための開口部を有する
加熱処理空間の下部に上記第2番目に記載された抵抗発
熱ヒーターがその抵抗発熱部を水平面に沿った姿勢にし
て固定配置されているとともに、上記加熱処理空間の上
部には複数の加熱用ランプが水平面に沿って並列配置さ
れており、かつ、上記加熱処理空間内で上記抵抗発熱ヒ
ーターにおける水平姿勢の抵抗発熱部と上記複数の加熱
用ランプとの対向位置に半導体ウェハを水平に保持する
ウェハ保持部が設けられ、このウェハ保持部に半導体ウ
ェハを1枚ごとに上記開口部を通して搬出入するウェハ
搬送手段が設けられていることを特徴とするものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus for a semiconductor according to the present invention, wherein the first heat treatment space is provided below a heat treatment space having an opening for loading / unloading a semiconductor wafer from a horizontal direction. The described resistance heating heater is fixedly arranged with its resistance heating part in a posture along a horizontal plane, and a plurality of heating lamps are arranged in parallel along the horizontal plane at the top of the heat treatment space, Further, a wafer holding unit for horizontally holding a semiconductor wafer is provided at a position facing the resistance heating unit in the horizontal posture in the resistance heating heater and the plurality of heating lamps in the heating processing space, and the wafer holding unit is provided with the wafer holding unit. it is intended, characterized in that the wafer transport means for loading and unloading through the opening a semiconductor wafer one by one is provided, also, half of the invention according to claim 5 -Body heat treatment apparatus, the resistance heating portion resistance heating heater described in the first second in the lower part of the heat treatment space with an opening for loading and unloading the semiconductor wafer from the horizontal direction to the side in a horizontal plane Along the horizontal position, a plurality of heating lamps are arranged in parallel along the horizontal plane, and the heating lamp is horizontally arranged in the resistance heating heater in the heating processing space. A wafer holding unit for horizontally holding a semiconductor wafer is provided at a position facing the resistance heating unit in the posture and the plurality of heating lamps, and semiconductor wafers are carried into and out of the wafer holding unit one by one through the opening. A wafer transfer means is provided.
【0013】上記請求項4または5に記載の発明によれ
ば、抵抗発熱部の熱容量が非常に小さくて連続処理に対
応可能で、かつ、半導体ウェハの加熱処理時に不純物を
放出することがない抵抗発熱ヒーターと、局部的な制御
が容易な多数の加熱用ランプとを併用したので、抵抗発
熱ヒーターは一定の発熱量となるように連続的に発熱さ
せて加熱処理空間内の常に高温状態に保持させ、半導体
ウェハを加熱処理空間に搬入時に低温外気が加熱処理空
間に持ち込まれることを防止させつつ、加熱用ランプは
半導体ウェハの1枚ごとの必要加熱処理温度に応じてそ
の発熱量を制御することにより、半導体ウェハに対する
加熱処理温度を急速に所定温度に制御することが可能と
なり、また、半導体ウェアの全体が均一な温度になるよ
うな加熱制御も容易で、製品歩留まりのよい半導体の加
熱処理を非常に効率的に行なうことができる。According to the fourth or fifth aspect of the present invention, the resistance heat generating portion has a very small heat capacity, can cope with continuous processing, and does not release impurities during the heat treatment of the semiconductor wafer. The combined use of a heating heater and a large number of heating lamps that can be easily controlled locally enables the resistance heating heater to generate heat continuously to maintain a constant heating value and maintain a high temperature in the heating processing space. The heating lamp controls the amount of heat generated by the heating lamp in accordance with the required heat treatment temperature for each semiconductor wafer while preventing low-temperature outside air from being brought into the heat treatment space when the semiconductor wafer is carried into the heat treatment space. This makes it possible to quickly control the temperature of the heat treatment for the semiconductor wafer to a predetermined temperature, and also to control the heat so that the entire semiconductor ware has a uniform temperature. In, it is possible to perform heat treatment of the good product yield semiconductor very efficiently.
【0014】さらに、上記請求項4または5に記載の発
明に係る半導体用加熱処理装置におけるウェハ保持部と
して、請求項6に記載のように、該保持部に水平姿勢に
保持された半導体ウェハを上記ウェハ搬送手段に対して
受け渡しするために抵抗発熱ヒーターの水平姿勢の抵抗
発熱部を上下に貫通して上下動可能に構成されたものを
用いるときは、ウェハ搬送手段を単に水平面に沿って往
復動する薄いものにして加熱処理空間側部の開口部面積
を小さくすることが可能で、加熱処理空間からの熱放散
ロスを抑えることができる。そのうえ、半導体ウェハを
抵抗発熱ヒーターの抵抗発熱部に接近させて直接加熱さ
せることが可能であるから、所定の加熱処理効率を一層
高めることができる。Further, as the wafer holding portion in the semiconductor heat treatment apparatus according to the invention of claim 4 or 5 , the semiconductor wafer held in a horizontal posture by the holding portion as in claim 6 is provided. When using a heater configured to be able to move up and down by passing vertically through the resistance heating section of the resistance heating heater in order to transfer it to the wafer transfer means, simply reciprocate the wafer transfer means along the horizontal plane It is possible to reduce the area of the opening on the side of the heat treatment space by making it thin and moving, and to suppress heat dissipation loss from the heat treatment space. In addition, since the semiconductor wafer can be directly heated by approaching the resistance heating portion of the resistance heating heater, the predetermined heat treatment efficiency can be further enhanced.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は上記第1番目に記載の抵
抗発熱ヒーターの一例を示す平面図であり、該抵抗発熱
ヒーターAは、図2に示すように、SiCやMoSi、
AlSi等のセラミック焼結体またはグラファイトから
なる基板1の表面に化学的蒸着法(以下、CVD法と称
する)により形成されたSiC厚膜2(これはMoS
i、AlSi等のセラミック厚膜でもよい)を上記基板
1から剥離し、その剥離したSiC厚膜2を全体の外郭
形状が円形となるように一定間隙を隔ててつづら折り成
形してなる抵抗発熱部3と、この抵抗発熱部3に電流を
流すように上記セラミック薄膜2の両端部に電気的に接
続されたカーボン電極4,4とから構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1 is a plan view showing an example of a resistance <br/> antipyretic heater according to the first above, the resistance heating heater A, as shown in FIG. 2, SiC and MoSi,
An SiC thick film 2 (which is formed of MoS) formed on a surface of a substrate 1 made of a ceramic sintered body such as AlSi or graphite by a chemical vapor deposition method (hereinafter, referred to as a CVD method).
i, a ceramic thick film such as AlSi) may be peeled off from the substrate 1, and the peeled SiC thick film 2 may be formed in a zigzag with a certain gap so that the entire outer shape is circular. 3 and carbon electrodes 4 and 4 electrically connected to both ends of the ceramic thin film 2 so that a current flows through the resistance heating portion 3.
【0016】上記構成の抵抗発熱ヒーターAにおいて
は、カーボン電極4,4を介して抵抗R[Ω]なる抵抗
発熱部3に電流I[A]をt[秒]流すことにより、そ
の抵抗発熱部3内にRI2 tなるジュール熱を発生さ
せ、このジュール熱を抵抗発熱部3から被処理体に向け
て面状に放射させることにより所定の加熱処理を行な
う。ここで、抵抗発熱部3がSiC厚膜2から構成され
ているので、抵抗発熱部3の熱容量は低く、発熱量の高
速制御が可能であるとともに、加熱処理時に不純物を放
出することも非常に少なく、不純物の拡散を防ぐバリヤ
を設ける必要がなくなることから、被処理体の温度分布
を均一にして各被処理体を反りや熱応力欠陥などを生じ
ることなく、急速にかつ高精度に加熱処理することが可
能である。In the resistance heating heater A having the above-described configuration, a current I [A] is supplied to the resistance heating section 3 having a resistance R [Ω] through the carbon electrodes 4 and 4 for t [seconds], thereby making the resistance heating section A predetermined heat treatment is performed by generating Joule heat of RI 2 t in the inside 3 and radiating this Joule heat from the resistance heating portion 3 toward the object to be processed. Here, since the resistance heating portion 3 is made of the SiC thick film 2, the heat capacity of the resistance heating portion 3 is low, the heat generation amount can be controlled at a high speed, and impurities can be released during the heat treatment. Since there is no need to provide barriers to prevent diffusion of impurities, the temperature distribution of the objects to be processed is made uniform, and each object to be processed is heated quickly and accurately without warping or thermal stress defects. It is possible to
【0017】図3は上記第1番目に記載の抵抗発熱ヒー
ターの他の例を示す平面図であり、該抵抗発熱ヒーター
Bは、図2に示したように、SiCやMoSi、AlS
i等のセラミック焼結体またはグラファイトからなる基
板1の表面にCVD法により形成したのち、基板1から
剥離されたSiC厚膜2を二重螺旋を形成する渦巻形状
に形成してなる抵抗発熱部3と、この抵抗発熱部3に電
流を流すように上記SiC厚膜2の両端部に電気的に接
続されたカーボン電極4,4とから構成されている。[0017] Figure 3 is a plan view showing another example of a resistance heating heater according to the first above, the resistance heating heater B, as shown in FIG. 2, SiC and MoSi, AlS
A resistance heating section formed by forming a SiC thick film 2 peeled from the substrate 1 into a spiral shape forming a double helix after forming on a surface of a substrate 1 made of a ceramic sintered body or graphite such as i by a CVD method. 3 and carbon electrodes 4 and 4 electrically connected to both ends of the SiC thick film 2 so that a current flows through the resistance heating portion 3.
【0018】上記図3の抵抗発熱ヒーターBにおいて
も、上記図1に示す抵抗発熱ヒーターAと同様に、カー
ボン電極4,4を介して渦巻状の抵抗発熱部3に電流を
流すことによってジュール熱を発生させ、このジュール
熱を被処理体に向けて面状に放射することで所定の加熱
処理を効率よく、かつ、高精度に行なうことが可能であ
る。In the resistance heating heater B shown in FIG. 3, similarly to the resistance heating heater A shown in FIG. 1, Joule heat is generated by flowing a current to the spiral resistance heating portion 3 through the carbon electrodes 4 and 4. Is generated, and this Joule heat is radiated in a plane toward the object to be processed, so that the predetermined heat treatment can be performed efficiently and with high precision.
【0019】上記第2番目に記載の抵抗発熱ヒーターの
例としては、抵抗発熱部3として、図2に示したよう
に、SiCやMoSi、AlSi等のセラミック焼結体
またはグラファイトからなる基板1の表面にCVD法に
よりSiC膜2を形成してなる複合体をそのまま用い、
このような構成の抵抗発熱部3を図1に示した抵抗発熱
ヒーターAまたは図3に示した抵抗発熱ヒーターBと同
一の平面形状に成形したものであり、それらについての
図示は省略する。[0019] The above examples of resistance heating heater according to the second, as a resistance heating unit 3, as shown in FIG. 2, a substrate 1 made of SiC and MoSi, ceramic sintered body or graphite such as AlSi Using the complex formed by forming the SiC film 2 on the surface of the
The resistance heating section 3 having such a configuration is formed in the same planar shape as the resistance heating heater A shown in FIG. 1 or the resistance heating heater B shown in FIG. 3, and the illustration thereof is omitted.
【0020】ここで、上記第1番目に記載の抵抗発熱ヒ
ーターにおけるSiC厚膜2は、基板1から剥離した膜
自体が自重により撓むことのない厚さ、すなわち50μ
m以上の厚さが必要であり、上記第2番目に記載の抵抗
発熱ヒーターにおけるSiC膜2は、抵抗値の高い半導
体であるSiCを発熱体として使用するために大電流を
流す必要があり、導体として或る程度の断面積を必要と
するため500μm以上の厚さを有することが好まし
い。さらに、SiC膜はウェハ汚染防止の観点から高純
度であることが好ましく、Cu,Fe,Znの含有量が
各々 Cu:70ppb以下、 Fe:30ppb以下、 Zn:6ppb以下、 であることが好ましい。また、上記第2番目に記載の抵
抗発熱ヒーターにおける基板1としては焼結助剤等の不
純物を含まない再結晶SiC(再結晶焼結SiC)を用
いることが好ましい。[0020] Here, SiC thick 2 in resistance heating heater according to the first th is never film itself was peeled off from the substrate 1 is bent by its own weight thickness, i.e. 50μ
m or more, and the SiC film 2 in the resistance heating heater described in the second above requires a large current to flow in order to use SiC which is a semiconductor having a high resistance value as a heating element. Since the conductor requires a certain cross-sectional area, it is preferable that the conductor has a thickness of 500 μm or more. Further, the SiC film is preferably of high purity from the viewpoint of preventing wafer contamination, and the contents of Cu, Fe, and Zn are preferably Cu: 70 ppb or less, Fe: 30 ppb or less, and Zn: 6 ppb or less. Further, it is preferable to use a recrystallization SiC (recrystallized sintered SiC) free of impurities such as sintering aid as a substrate 1 in the resistor <br/> antipyretic heater according to the first second.
【0021】図4および図5は請求項1に記載の発明に
係る半導体用加熱処理装置の一例を示す縦断面図および
その平面図であり、この半導体用加熱処理装置Cは、上
記図1に示すような構成の抵抗発熱ヒーターAをその抵
抗発熱部3が水平面に沿った姿勢となるように複数本の
支持ピン6…を介して固定支持するとともに、両端のカ
ーボン電極4,4内には水などの冷却流体流通用パイプ
5,5が挿通配設されており、かつ、上記抵抗発熱部3
の円周方向の複数箇所を上下に貫通して上下動可能に設
けられた複数本の支持ピン7…により半導体ウェハWを
1枚ごと水平に保持し、各支持ピン7…の上下動によっ
て半導体ウェハWを図4の実線に示すように上記抵抗発
熱部3に平行姿勢で近接させた加熱作用位置と図4の仮
想線に示すように上記抵抗発熱部3の上方に離間させた
取出位置とに変位自在に構成してなるものである。FIG. 4 and FIG. 5 is a longitudinal sectional view and a plan view showing an example of a semiconductor heating treatment apparatus according to the invention of claim 1, the semiconductor heating treatment apparatus C, in FIG. 1 The resistance heating heater A having the configuration shown is fixedly supported via a plurality of support pins 6 so that the resistance heating portion 3 is oriented along a horizontal plane, and the resistance heating heater A is provided in the carbon electrodes 4 at both ends. Pipes 5 and 5 for flowing a cooling fluid such as water are inserted therethrough, and the resistance heating section 3 is provided.
The semiconductor wafer W is horizontally held one by one by a plurality of support pins 7 which are vertically movable through a plurality of locations in the circumferential direction of the semiconductor wafer W, and the semiconductor wafer W is vertically moved by the respective support pins 7. A heating position where the wafer W is brought close to the resistance heating portion 3 in a parallel posture as shown by a solid line in FIG. 4 and an unloading position where the wafer W is separated above the resistance heating portion 3 as shown by a virtual line in FIG. It is configured to be freely displaceable.
【0022】上記図4および図5に示す構成の半導体用
加熱処理装置Cにおいては、半導体ウェハWを複数本の
支持ピン7…により水平姿勢に保持させて図4の実線に
示すような加熱作用位置に変位させた上、カーボン電極
4,4を介して抵抗発熱部3に電流を流すことにより発
生されるジュール熱を該抵抗発熱部3と平行姿勢で近接
位置する半導体ウェハWに向けて面状に直接に放射させ
ることによって、半導体ウェハWをその大きさや形状に
かかわらず全域に亘って均一な温度分布となるように迅
速に加熱処理することが可能である。In the semiconductor heat treatment apparatus C having the structure shown in FIGS. 4 and 5, the semiconductor wafer W is held in a horizontal position by a plurality of support pins 7. After being displaced to the position, Joule heat generated by flowing a current to the resistance heating section 3 through the carbon electrodes 4 and 4 is directed parallel to the resistance heating section 3 toward the semiconductor wafer W located close to the resistance heating section 3. By irradiating the semiconductor wafer W directly in a uniform shape, the semiconductor wafer W can be rapidly heated so as to have a uniform temperature distribution over the entire area irrespective of its size and shape.
【0023】図6および図7は請求項1に記載の発明に
係る半導体用加熱処理装置の他の例を示す縦断面図およ
びその平面図であり、この半導体用加熱処理装置Dは、
上記図3に示すような構成の抵抗発熱ヒーターBを二重
螺旋を形成する渦巻き状抵抗発熱部3が水平面に沿った
姿勢となるように複数本の支持ピン6…を介して固定支
持するとともに、最内端部のカーボン電極4の側部およ
び最外端部のカーボン電極4内には水などの冷却流体流
通用パイプ5,5が配設されており、かつ、上記渦巻き
状抵抗発熱部3の中心に位置する最内端部のカーボン電
極4を筒状にして該筒状カーボン電極4内に上下動可能
および上下軸芯の周りに回転可能に挿通させた軸部材8
の上端部に半導体ウェハWを1枚ごと水平に保持するS
iC製またはSiC被覆カーボン製等の円板状ウェハ支
持部材9の中心部を固定し、このウェハ支持部材9の上
下動によって半導体ウェハWを図6の実線に示すように
上記抵抗発熱部3に平行姿勢で近接させた加熱作用位置
と図6の仮想線に示すように上記抵抗発熱部3の上方に
離間させた取出位置とに変位自在に構成してなるもので
ある。FIGS. 6 and 7 are a vertical sectional view and a plan view showing another example of the semiconductor heat treatment apparatus according to the first aspect of the present invention.
The resistance heating heater B having the configuration shown in FIG. 3 is fixedly supported via a plurality of support pins 6 so that the spiral resistance heating section 3 forming the double helix has a posture along a horizontal plane. In addition, pipes 5 and 5 for distributing a cooling fluid such as water are disposed in the side of the innermost carbon electrode 4 and in the outermost carbon electrode 4, and the spiral resistance heating section is provided. A shaft member 8 which is formed in a tubular shape at the innermost end portion of the carbon electrode 4 located at the center of the shaft 3 and which is inserted into the tubular carbon electrode 4 so as to be vertically movable and rotatable around the vertical axis.
Holding the semiconductor wafers W one by one at the upper end of
A central portion of a disk-shaped wafer support member 9 made of iC or SiC-coated carbon is fixed, and the semiconductor wafer W is moved to the resistance heating portion 3 as shown by a solid line in FIG. It is configured so as to be freely displaceable between a heating operation position approached in a parallel posture and an extraction position separated above the resistance heating section 3 as shown by a virtual line in FIG.
【0024】上記図6および図7に示す構成の半導体用
加熱処理装置Dにおいては、半導体ウェハWを円板状ウ
ェハ支持部材9により水平姿勢に保持させて図6の実線
に示すような加熱作用位置に変位させた上、カーボン電
極4,4を介して抵抗発熱部3に電流を流すことにより
発生されるジュール熱を該抵抗発熱部3と平行姿勢で近
接位置する半導体ウェハWに向けて面状に直接に放射さ
せることによって、半導体ウェハWをその大きさや形状
にかかわらず全域に亘って均一な温度分布となるように
迅速に加熱処理することが可能である。また、この加熱
処理時に上記円板状ウェハ支持部材9を介して半導体ウ
ェハWを回転させることにより、周方向の部分的な温度
差を少なくして、温度分布の面内均一化を図ることが可
能である。In the semiconductor heat treatment apparatus D having the structure shown in FIGS. 6 and 7, the semiconductor wafer W is held in a horizontal position by the disk-shaped wafer support member 9 so that the heating action as shown by the solid line in FIG. After being displaced to the position, Joule heat generated by flowing a current to the resistance heating section 3 through the carbon electrodes 4 and 4 is directed parallel to the resistance heating section 3 toward the semiconductor wafer W located close to the resistance heating section 3. By irradiating the semiconductor wafer W directly in a uniform shape, the semiconductor wafer W can be rapidly heated so as to have a uniform temperature distribution over the entire area irrespective of its size and shape. In addition, by rotating the semiconductor wafer W via the disc-shaped wafer support member 9 during the heat treatment, a partial temperature difference in the circumferential direction can be reduced, and the temperature distribution can be made uniform in the plane. It is possible.
【0025】請求項2に記載の発明に係る半導体用加熱
処理装置の例としては、上記図4および図5に示す構成
の半導体用加熱処理装置Cにおける抵抗発熱ヒーターA
の抵抗発熱部3として、図2に示したように、SiCや
MoSi、AlSi等のセラミック焼結体またはグラフ
ァイトからなる基板1の表面にCVD法によりSiC膜
2を形成してなる複合体をそのまま用いたものと、上記
図6および図7に示す構成の半導体用加熱処理装置Dに
おける抵抗発熱ヒーターBの抵抗発熱部3として、図2
に示したように、SiCやMoSi、AlSi等のセラ
ミック焼結体またはグラファイトからなる基板1の表面
にCVD法によりSiC厚膜2を形成してなる複合体を
そのまま用いたものとがあるが、これら半導体用加熱処
理装置の他の構成は図4および図5または図6および図
7に示した半導体用加熱処理装置CまたはDと同一であ
るため、それらの図示は省略する。As an example of the semiconductor heat treatment apparatus according to the second aspect of the present invention, the resistance heating heater A in the semiconductor heat treatment apparatus C having the structure shown in FIGS.
As shown in FIG. 2, a composite formed by forming a SiC film 2 by a CVD method on the surface of a substrate 1 made of a ceramic sintered body such as SiC, MoSi, AlSi, or graphite as shown in FIG. 2 and FIG. 2 as the resistance heating portion 3 of the resistance heating heater B in the semiconductor heat treatment apparatus D having the configuration shown in FIGS.
As described above, there is a ceramic sintered body of SiC, MoSi, AlSi, or the like or a composite body obtained by forming a SiC thick film 2 on a surface of a substrate 1 made of graphite by a CVD method as it is. The other configuration of the semiconductor heat treatment apparatus is the same as that of the semiconductor heat treatment apparatus C or D shown in FIG. 4 and FIG. 5 or FIG. 6 and FIG.
【0026】図8は請求項4に記載の発明に係る半導体
用加熱処理装置の一例を示す概略縦断面図であり、一側
部に半導体ウェハWを水平方向から搬出入するための開
口部10を有する加熱処理空間11の下部には上記図1
に示す構成の抵抗発熱ヒーターAを用いて図4および図
5に示すように構成された加熱処理装置Cが配置されて
いるとともに、上記加熱処理空間11の上部にはタング
ステンハロゲンランプ等の複数の加熱用ランプ12…が
水平面に沿って並列配置され、これら加熱用ランプ12
…列の下側には熱放射用クオーツ窓13が設置されてお
り、かつ、上記加熱処理装置Cにおける上下動可能な複
数本の支持ピン7…によって水平姿勢の抵抗発熱部3と
加熱用ランプ12…列との対向位置にウェハ保持部が形
成され、このウェハ保持部となる上記複数本の支持ピン
7…の上下動によってその上端部との間に亘って半導体
ウェハWが1枚ごとに受け渡しされるとともに、加熱処
理空間11に対して半導体ウェハWを1枚ごとに搬出入
するウェハハンドラー14(ウェハ搬送手段)が上記開
口部10を通して加熱処理空間11内に出退自在に設け
られたものである。なお、上記加熱処理空間11の他側
部および底部には、該加熱処理空間11内に半導体ウェ
ハWに対する所定の熱処理用の反応ガスを流通させるた
めの反応ガス供給パイプ15および排気パイプ16がそ
れぞれ接続されている。FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a semiconductor heat treatment apparatus according to the fourth aspect of the present invention, and an opening 10 for loading / unloading a semiconductor wafer W from a horizontal direction on one side. In the lower part of the heat treatment space 11 having
4 and 5 are arranged using a resistance heating heater A having the configuration shown in FIG. 4 and a plurality of tungsten halogen lamps or the like are provided above the heating processing space 11. The heating lamps 12 are arranged in parallel along a horizontal plane.
A quartz window 13 for heat radiation is provided below the row, and a plurality of support pins 7 which can move up and down in the heat treatment device C. A wafer holding portion is formed at a position opposed to the row, and the plurality of support pins 7 serving as the wafer holding portion are vertically moved so that semiconductor wafers W are provided one by one over the upper end thereof. A wafer handler 14 (wafer transfer means) for transferring the semiconductor wafers W into and out of the heat treatment space 11 one by one is provided so as to be able to move into and out of the heat treatment space 11 through the opening 10. Things. A reaction gas supply pipe 15 and an exhaust pipe 16 for flowing a reaction gas for a predetermined heat treatment on the semiconductor wafer W into the heat treatment space 11 are provided on the other side and the bottom of the heat treatment space 11, respectively. It is connected.
【0027】上記図8に示す構成の半導体用加熱処理装
置においては、抵抗発熱部3の熱容量が非常に小さくて
連続処理に対応可能で、かつ、半導体ウェハWの加熱処
理時に不純物を放出することがない抵抗発熱ヒーターA
と、制御が容易な加熱用ランプ12…とを併用している
ので、抵抗発熱ヒーターAは一定の発熱量となるように
連続的に発熱させて加熱処理空間11内を常に高温状態
に保持させておき、ウェハハンドラー14を介して半導
体ウェハWを加熱処理空間11内に搬入する時に低温外
気が加熱処理空間11に持ち込まれることを防止させつ
つ、加熱用ランプ12…は半導体ウェハWの1枚こどの
必要加熱処理温度に応じてその発熱量を制御することに
より、半導体ウェハWに対する加熱処理温度を急速に所
定温度に制御することが可能であり、半導体ウェハWの
連続加熱処理速度を速くして生産性の向上を図ることが
できる。また、半導体ウェアWの全体が均一な温度にな
るような加熱制御も容易で、製品歩留まりのよい加熱処
理を非常に効率的に行なうことができる。In the heat treatment apparatus for a semiconductor having the structure shown in FIG. 8, the heat capacity of the resistance heating portion 3 is very small so that it can cope with continuous processing, and it releases impurities during the heat treatment of the semiconductor wafer W. No resistance heating heater A
And the heating lamps 12 which are easy to control, are used together, so that the resistance heating heater A continuously generates heat so as to have a constant heating value so that the inside of the heating processing space 11 is always kept at a high temperature. In addition, when the semiconductor wafer W is carried into the heat treatment space 11 via the wafer handler 14, low-temperature outside air is prevented from being brought into the heat treatment space 11, and the heating lamps 12 are one of the semiconductor wafers W. By controlling the heat generation amount according to the required heat treatment temperature, the heat treatment temperature for the semiconductor wafer W can be rapidly controlled to a predetermined temperature, and the continuous heat treatment speed of the semiconductor wafer W can be increased. Thus, productivity can be improved. In addition, heating control so that the entire semiconductor wear W has a uniform temperature is easy, and a heating process with a good product yield can be performed very efficiently.
【0028】図9は請求項4に記載の発明に係る半導体
用加熱処理装置の他の例を示す概略縦断面図であり、一
側部に半導体ウェハWを水平方向から搬出入するための
開口部10を有し、この開口部10を通して半導体ウェ
ハWを1枚ごとに搬出入するウェハハンドラー14を出
退自在に設けた加熱処理空間11内の下部に、図4およ
び図5に示す構成部材のうち複数本の支持ピン7…を省
いた構成の加熱処理装置Cを配置し、この加熱処理装置
Cの上部にヒーター部Aを処理ガス雰囲気と分離するた
めにクオーツやサファイア等の窓17を設置するととも
に、この窓17の上面に半導体ウェハWを水平姿勢に保
持するウェハ支持突起18を突設し、かつ、上記ウェハ
ハンドラー14として、上記ウェハ支持突起18に対し
て半導体ウェハWを1枚ごとに受け渡し可能に構成した
ものであり、その他の構成は、上記図8に示す半導体用
加熱処理装置と同一であるために、該当部分に同一の符
号を付して、それらの詳しい説明を省略する。FIG. 9 is a schematic vertical sectional view showing another example of the semiconductor heat treatment apparatus according to the fourth aspect of the present invention, and an opening for carrying in / out the semiconductor wafer W from one side in a horizontal direction. 4 and FIG. 5 at a lower portion in a heat treatment space 11 in which a wafer handler 14 which has a unit 10 and which carries in and out semiconductor wafers W one by one through the opening 10 is provided so as to be able to move in and out. A heat treatment apparatus C having a configuration in which a plurality of support pins 7 are omitted is arranged, and a window 17 such as quartz or sapphire is provided above the heat treatment apparatus C in order to separate the heater section A from the processing gas atmosphere. At the same time, a wafer support projection 18 for holding the semiconductor wafer W in a horizontal position is projected from an upper surface of the window 17, and the semiconductor wafer W is positioned on the wafer support projection 18 as the wafer handler 14. Since it is configured to be able to be transferred one by one, and the other configuration is the same as that of the semiconductor heat treatment apparatus shown in FIG. 8, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be given. Is omitted.
【0029】上記図9に示す構成の半導体用加熱処理装
置も、半導体ウェアWを制御が容易な加熱用ランプ12
…による加熱と一定の発熱量のもとで連続的に発熱させ
て加熱処理空間11内を常に高温状態に保持させる抵抗
発熱ヒーターAによる加熱とを併用したものであるか
ら、必要加熱処理温度が異なる半導体ウェハWを連続処
理する場合であっても、各半導体ウェハWに対する適正
加熱処理温度を容易かつ迅速に制御することが可能であ
り、必要加熱処理温度が異なる半導体ウェハWの連続加
熱処理を効率よく行なえて生産性の向上を図ることがで
きる。The semiconductor heat treatment apparatus having the structure shown in FIG.
.. And the heating by the resistance heating heater A which continuously generates heat under a fixed heat generation amount and keeps the inside of the heat treatment space 11 at a high temperature state in combination. Even in the case of continuously processing different semiconductor wafers W, it is possible to easily and quickly control an appropriate heat treatment temperature for each semiconductor wafer W, and to continuously heat semiconductor wafers W having different required heat treatment temperatures. Efficiency can be improved and productivity can be improved.
【0030】なお、上記図8に示す構成の半導体用加熱
処理装置や図9に示す構成の半導体用加熱処理装置にお
いて、図3に示すような渦巻き形の抵抗発熱ヒーターB
を用いて図6および図7に示すように構成された半導体
用加熱処理装置Dを設置する場合も、上記図8や図9に
示す半導体用加熱処理装置と同等な効果を奏する。In the semiconductor heat treatment apparatus having the structure shown in FIG. 8 or the semiconductor heat treatment apparatus having the structure shown in FIG. 9, the spiral resistance heating heater B shown in FIG.
When the semiconductor heat treatment apparatus D configured as shown in FIGS. 6 and 7 is installed using the method described above, the same effect as that of the semiconductor heat treatment apparatus shown in FIGS. 8 and 9 can be obtained.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上のように、上記第1番目または第2
番目の抵抗発熱ヒーターによれば、抵抗発熱部の全体ま
たは表面がCVD法により形成されるSiC膜などのセ
ラミックス膜から成形されたものであるから、ニクロム
線等を抵抗発熱部とする従来の合金製抵抗発熱ヒーター
に比べて、抵抗発熱部の熱容量を低減させて発熱量の高
速制御が可能となり、1枚ごとに熱処理温度が異なる被
処理体の連続処理に対応させやすいだけでなく、加熱処
理時にヒーター表面から不純物を放出することが非常に
少なくなり、被処理体の汚染を防止できるだけでなく、
被処理体の温度分布を均一にして各被処理体を反りや熱
応力欠陥などを生じることなく高品質、高精度に加熱処
理することができる。その上、ヒーターと被処理体との
間に不純物の拡散を防ぐバリヤーを配置する必要もない
たために、バリヤーによる熱損失がなく、抵抗発熱部の
熱容量をより低減して、上記連続処理を一層効率よく実
行することができるという効果を奏する。As described above, the first or the second
According to the third resistance heating heater , since the whole or surface of the resistance heating portion is formed from a ceramic film such as a SiC film formed by a CVD method, a conventional alloy using a nichrome wire or the like as the resistance heating portion is used. Compared to resistance heating heaters, the heat capacity of the resistance heating part is reduced and the amount of heat generated can be controlled at high speed, making it easy to handle continuous processing of workpieces with different heat treatment temperatures for each sheet. Sometimes the emission of impurities from the heater surface is very low, which not only prevents contamination of the workpiece,
By making the temperature distribution of the objects to be uniform, each object can be heat-treated with high quality and high accuracy without causing warpage or thermal stress defects. In addition, since there is no need to dispose a barrier between the heater and the object to prevent diffusion of impurities, there is no heat loss due to the barrier, the heat capacity of the resistance heating part is further reduced, and the above continuous processing is further improved. There is an effect that it can be executed efficiently.
【0032】そして、請求項1および請求項2に記載の
発明によれば、抵抗発熱部の熱容量が非常に小さくて連
続処理に対応可能で、かつ、半導体ウェハの加熱処理時
に不純物を放出することがない抵抗発熱ヒーターを用い
て水平姿勢に保持された半導体ウェハを1枚毎に直接加
熱することにより、半導体ウェハをその大きさや形状に
かかわらず全域に亘って均一な温度分布となるように、
しかも再現性よくかつ迅速に加熱処理することができる
という効果を奏する。According to the first and second aspects of the present invention, the heat capacity of the resistance heating portion is very small and can be used for continuous processing, and impurities are released during the heat treatment of the semiconductor wafer. By directly heating the semiconductor wafers held in a horizontal position one by one using a resistance heating heater having no temperature, the semiconductor wafers have a uniform temperature distribution over the entire area regardless of the size and shape of the semiconductor wafers.
Moreover, there is an effect that the heat treatment can be performed quickly with good reproducibility.
【0033】また、請求項3に記載の発明によれば、請
求項1および請求項2に記載の発明の効果に加えて、半
導体ウェハの加熱時における周方向の部分的な温度差を
少なくして、温度分布の面内均一化を図りながら効率よ
く所定温度まで加熱処理することができる。According to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first and second aspects of the present invention, a partial temperature difference in the circumferential direction during heating of the semiconductor wafer is reduced. Thus, the heat treatment can be efficiently performed to the predetermined temperature while the temperature distribution is made uniform within the plane.
【0034】さらに、請求項4および請求項5に記載の
発明によれば、抵抗発熱部の熱容量が非常に小さくて連
続処理に対応可能で、かつ、半導体ウェハの加熱処理時
に不純物を放出することがない抵抗発熱ヒーターと局部
的な制御が容易な多数の加熱用ランプとを併用したもの
であり、抵抗発熱ヒーターの発熱量を連続安定化するこ
とにより加熱処理空間内を常に高温状態に保持させて半
導体ウェハの加熱処理空間への搬入時などに低温外気が
加熱処理空間に持ち込まれることを防止させつつ、加熱
用ランプの発熱量を半導体ウェハの1枚ごとの必要加熱
処理温度に応じて制御することにより、半導体ウェハに
対する加熱処理温度を急速に所定温度に制御することが
できるとともに、半導体ウェアの全体が均一な温度にな
るような加熱制御も容易で、製品歩留まりのよい半導体
の加熱処理を非常に効率的に行なうことができるという
効果を奏する。Furthermore, according to the inventions described in claims 4 and 5 , the heat capacity of the resistance heating portion is very small, so that it can cope with continuous processing, and emits impurities during the heat treatment of the semiconductor wafer. It is a combination of a resistance heating heater without heat and a large number of heating lamps that can be easily controlled locally. By continuously stabilizing the heating value of the resistance heating heater, the inside of the heat treatment space is always kept at a high temperature. Control the heating value of the heating lamp according to the required heating temperature for each semiconductor wafer while preventing low-temperature outside air from being brought into the heating processing space when carrying semiconductor wafers into the heating processing space. By doing so, it is possible to rapidly control the temperature of the heat treatment for the semiconductor wafer to a predetermined temperature, and to perform the heating control so that the entire semiconductor wear becomes a uniform temperature. Easy, an effect that it is possible to perform heat treatment of the good product yield semiconductor very efficiently.
【0035】さらにまた、請求項6に記載の発明によれ
ば、請求項4および請求項5に記載の発明の効果に加え
て、ウェハ搬送手段を単に水平面に沿って往復動する薄
形に構成することが可能であり、これによって、加熱処
理空間の側部に形成する開口部の面積を小さくして、加
熱処理空間からの熱放散ロスを抑えることができる。そ
のうえ、半導体ウェハを抵抗発熱ヒーターの抵抗発熱部
に接近させて直接加熱させることが可能であるから、所
定の加熱処理効率を一層高めることができる。According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effects of the fourth and fifth aspects of the present invention, the wafer transfer means is formed in a thin shape which simply reciprocates along a horizontal plane. Therefore, the area of the opening formed on the side of the heat treatment space can be reduced, and the heat dissipation loss from the heat treatment space can be suppressed. In addition, since the semiconductor wafer can be directly heated by approaching the resistance heating portion of the resistance heating heater, the predetermined heat treatment efficiency can be further enhanced.
【図1】第1番目に記載の抵抗発熱ヒーターの一例を示
す平面図である。1 is a plan view showing an example of a resistance heating heater according to the first.
【図2】同上抵抗発熱ヒーターにおける抵抗発熱部を構
成するセラミック膜の形成手段を説明する要部の縦断面
図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part for explaining a means for forming a ceramic film constituting a resistance heating part in the resistance heating heater.
【図3】第1番目に記載の抵抗発熱ヒーターの他の例を
示す平面図である。3 is a plan view showing another example of the resistance heating heater according to the first.
【図4】請求項1に記載の発明に係る半導体用加熱処理
装置の一例を示す縦断面図である。4 is a longitudinal sectional view showing an example of a semiconductor heating treatment apparatus according to the invention described in claim 1.
【図5】図4の平面図である。FIG. 5 is a plan view of FIG. 4;
【図6】請求項1の発明に係る半導体用加熱処理装置の
他の例を示す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another example of the semiconductor heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図7】図6の平面図である。FIG. 7 is a plan view of FIG. 6;
【図8】請求項4に記載の発明に係る半導体用加熱処理
装置の一例を示す概略縦断面図である。FIG. 8 is a schematic vertical sectional view showing an example of a semiconductor heat treatment apparatus according to the invention described in claim 4 ;
【図9】請求項4に記載の発明に係る半導体用加熱処理
装置の他の例を示す概略縦断面図である。FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of the semiconductor heat treatment apparatus according to the fourth aspect of the present invention.
1 基板 2 SiC膜 3 抵抗発熱部 4 カーボン電極 5 冷却流体流通用パイプ 7 支持ピン(支持部材) 9 ウェハ支持部材 10 開口部 11 加熱処理空間 12 加熱用ランプ 14 ウェハハンドラー(ウェハ搬送手段) A,B 抵抗発熱ヒーター C,D 半導体用加熱処理装置 W 半導体ウェハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 SiC film 3 Resistance heating part 4 Carbon electrode 5 Cooling fluid distribution pipe 7 Support pin (support member) 9 Wafer support member 10 Opening 11 Heat treatment space 12 Heating lamp 14 Wafer handler (wafer transfer means) A, B Heater for resistance heating C, D Heat treatment equipment for semiconductor W Semiconductor wafer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 3/14 H01L 21/22 501 H01L 21/324 H05B 3/20 328 H01L 21/205 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H05B 3/14 H01L 21/22 501 H01L 21/324 H05B 3/20 328 H01L 21/205
Claims (6)
クス膜を所定形状に成形してなる抵抗発熱部と、この抵
抗発熱部に電流を流す電極とを備えている抵抗発熱ヒー
ターを、その抵抗発熱部が水平面に沿った姿勢に固定支
持するとともに、 上記抵抗発熱ヒーターの電極の内部もしくは側部には冷
却流体流通用パイプが配設されており、 上記水平姿勢の抵抗発熱部を上下に貫通して上下動可能
に設けられた支持部材を介して半導体ウェハを水平に保
持して上記抵抗発熱部に対する加熱作用位置と取出位置
とに変位自在に構成していることを特徴とする半導体用
加熱処理装置。 A ceramic formed by a chemical vapor deposition method.
Resistance heating section formed by shaping
A resistance heating heater having an electrode for flowing a current to the anti-heating part is fixedly supported in a position where the resistance heating part is along a horizontal plane, and a cooling fluid flows through the inside or the side of the electrode of the resistance heating heater. A heating pipe is disposed, and the semiconductor wafer is horizontally held through a support member provided vertically movably through the resistance heating portion in the horizontal position to heat the resistance heating portion. A semiconductor heat treatment apparatus characterized in that the heat treatment apparatus is configured so as to be freely displaceable between a discharge position and a take-out position.
からなる所定形状の基板の表面に化学的蒸着法により炭
化ケイ素膜を形成してなる抵抗発熱部と、この抵抗発熱
部に電流を流す電極とを備えている抵抗発熱ヒーター
を、その抵抗発熱部が水平面に沿った姿勢に固定支持す
るとともに、 上記抵抗発熱ヒーターの電極の内部もしくは側部には冷
却流体流通用パイプが配設されており、 上記水平姿勢の抵抗発熱部を上下に貫通して上下動可能
に設けられた支持部材を介して半導体ウェハを水平に保
持して上記抵抗発熱部に対する加熱作用位置と取出位置
とに変位自在に構成していることを特徴とする半導体用
加熱処理装置。2. A ceramic sintered body or graphite
On the surface of a substrate of predetermined shape
A resistance heating section formed by forming a silicon oxide film and the resistance heating section
A resistance heating heater provided with an electrode for passing a current through the portion , the resistance heating portion is fixedly supported in a position along the horizontal plane, and a cooling fluid distribution pipe is provided inside or on the side of the electrode of the resistance heating heater. The semiconductor wafer is held horizontally via a supporting member which is vertically movable through the resistance heating portion in the horizontal position, and a heating operation position with respect to the resistance heating portion is taken out. A heat treatment apparatus for a semiconductor, wherein the heat treatment apparatus is configured to be freely displaceable to a position.
中央部に形成された上下方向の軸芯の周りに回転可能に
構成されている請求項1または2に記載の半導体用加熱
処理装置。3. A supporting member of the semiconductor wafer, the semiconductor heating treatment apparatus according to rotatably claim 1 or 2 is constructed around a vertical axis which is formed in the center of it.
入するための開口部を有する加熱処理空間の下部に、化
学的蒸着法により形成されるセラミックス膜を所定形状
に成形してなる抵抗発熱部とこの抵抗発熱部に電流を流
す電極とを備えている抵抗発熱ヒーターがその抵抗発熱
部を水平面に沿った姿勢にして固定配置されているとと
もに、 上記加熱処理空間の上部には複数の加熱用ランプが水平
面に沿って並列配置されており、 かつ、上記加熱処理空間内で上記抵抗発熱ヒーターにお
ける水平姿勢の抵抗発熱部と上記複数の加熱用ランプと
の対向位置に半導体ウェハを水平に保持するウェハ保持
部が設けられ、 このウェハ保持部に半導体ウェハを1枚ごとに上記開口
部を通して搬出入するウェハ搬送手段が設けられている
ことを特徴とする半導体用加熱処理装置。4. A heat treatment space having an opening at a side portion for carrying a semiconductor wafer in and out from a horizontal direction is provided below the heat treatment space .
Ceramic film formed by chemical vapor deposition
A current flows through the resistance heating part and the resistance heating part
A resistance heating heater having an electrode and a heater is fixedly arranged with its resistance heating portion oriented along a horizontal plane, and a plurality of heating lamps are arranged in parallel above the heating processing space along the horizontal plane. And a wafer holding unit for horizontally holding a semiconductor wafer at a position facing the resistance heating unit in a horizontal position in the resistance heating heater and the plurality of heating lamps in the heating processing space, A semiconductor heat treatment apparatus, wherein a wafer transfer means for carrying in and out semiconductor wafers one by one through the opening is provided in the wafer holding unit.
入するための開口部を有する加熱処理空間の下部に、セ
ラミックス焼結体またはグラファイトからなる所定形状
の基板の表面に化学的蒸着法により炭化ケイ素膜を形成
してなる抵抗発熱部とこの抵抗発熱部に電流を流す電極
とを備えている抵抗発熱ヒーターがその抵抗発熱部を水
平面に沿った姿勢にして固定配置されているとともに、 上記加熱処理空間の上部には複数の加熱用ランプが水平
面に沿って並列配置されており、 かつ、上記加熱処理空間内で上記抵抗発熱ヒーターにお
ける水平姿勢の抵抗発熱部と上記複数の加熱用ランプと
の対向位置に半導体ウェハを水平に保持するウェハ保持
部が設けられ、 このウェハ保持部に半導体ウェハを1枚ごとに上記開口
部を通して搬出入するウェハ搬送手段が設けられている
ことを特徴とする半導体用加熱処理装置。5. A side in the lower part of the heat treatment space with an opening for loading and unloading the semiconductor wafer from the horizontal direction, Se
Predetermined shape made of Lamix sintered body or graphite
Of silicon carbide film by chemical vapor deposition on the surface of a substrate
Resistance heating part and the electrode for passing current through this resistance heating part
A resistance heating heater having a fixed position with its resistance heating portion oriented along a horizontal plane, and a plurality of heating lamps arranged in parallel along the horizontal plane at the top of the heat treatment space. And a wafer holding unit for holding the semiconductor wafer horizontally at a position facing the resistance heating unit in the horizontal position in the resistance heating heater and the plurality of heating lamps in the heating processing space; A semiconductor wafer heating means for transferring semiconductor wafers one by one through the opening to the semiconductor wafer.
勢に保持された半導体ウェハを上記ウェハ搬送手段に対
して受け渡しするために上記水平姿勢の抵抗発熱部を上
下に貫通して上下動可能に構成されている請求項4また
は5に記載の半導体用加熱処理装置。6. The wafer holding unit vertically moves through the resistance heating unit in the horizontal position in order to transfer the semiconductor wafer held in the horizontal position by the holding unit to the wafer transfer means. The heat treatment apparatus for semiconductor according to claim 4 or 5 , wherein the heat treatment apparatus is configured to be capable of being used.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26160196A JP2967266B2 (en) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | Heat treatment equipment for semiconductors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26160196A JP2967266B2 (en) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | Heat treatment equipment for semiconductors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10106724A JPH10106724A (en) | 1998-04-24 |
JP2967266B2 true JP2967266B2 (en) | 1999-10-25 |
Family
ID=17364176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26160196A Expired - Lifetime JP2967266B2 (en) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | Heat treatment equipment for semiconductors |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2967266B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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KR100760336B1 (en) | 2006-06-22 | 2007-09-20 | (주)글로벌코센테크 | Method for improving graphite's surface property using chemical vapor response |
CN101420796A (en) * | 2008-12-02 | 2009-04-29 | 郭震 | A kind of heating power device |
CN103839854A (en) * | 2012-11-23 | 2014-06-04 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | Semiconductor processing device and degas chamber and heating assembly thereof |
-
1996
- 1996-10-02 JP JP26160196A patent/JP2967266B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10106724A (en) | 1998-04-24 |
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