JP3108084B2 - ウェハ加熱方法および装置 - Google Patents
ウェハ加熱方法および装置Info
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- JP3108084B2 JP3108084B2 JP02236170A JP23617090A JP3108084B2 JP 3108084 B2 JP3108084 B2 JP 3108084B2 JP 02236170 A JP02236170 A JP 02236170A JP 23617090 A JP23617090 A JP 23617090A JP 3108084 B2 JP3108084 B2 JP 3108084B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光とガスによるウェハの表面洗浄時に加熱を行うウェ
ハ加熱方法および装置に関し、 ウェハを汚染することなく短時間で温度上昇させて高
精度に温度制御を行うことを目的とし、 ヒータが内設されたステージと、該ステージ上に所定
間隔で載置され、加熱されるウェハと、該ウェハ及びス
テージ間に満たされ、該ステージの熱を該ウェハに伝達
する所定圧力のガスとを有する構成とし、また、前記ス
テージの温度を検出する温度検出部と、該温度検出部か
らの信号により、前記ヒータを駆動して該ステージの温
度を制御する温度制御部とを含むように構成する。
ハ加熱方法および装置に関し、 ウェハを汚染することなく短時間で温度上昇させて高
精度に温度制御を行うことを目的とし、 ヒータが内設されたステージと、該ステージ上に所定
間隔で載置され、加熱されるウェハと、該ウェハ及びス
テージ間に満たされ、該ステージの熱を該ウェハに伝達
する所定圧力のガスとを有する構成とし、また、前記ス
テージの温度を検出する温度検出部と、該温度検出部か
らの信号により、前記ヒータを駆動して該ステージの温
度を制御する温度制御部とを含むように構成する。
本発明は、光とガスによるウェハの表面洗浄時に加熱
を行う加熱を行うウェハ加熱方法および装置に関する。
を行う加熱を行うウェハ加熱方法および装置に関する。
近年、半導体装置の超高集積化に伴い、その製造工程
でウェハ表面に数十PPBの金属が存在すると、デバイス
の特性劣化の原因となる。従って、ウェハ表面でより金
属汚染の少ない表面洗浄が望まれる。そのため、光表面
処理において加熱を行う場合も汚染を少なくする必要が
ある。
でウェハ表面に数十PPBの金属が存在すると、デバイス
の特性劣化の原因となる。従って、ウェハ表面でより金
属汚染の少ない表面洗浄が望まれる。そのため、光表面
処理において加熱を行う場合も汚染を少なくする必要が
ある。
従来、ウェハ表面の洗浄化技術としては、純水を基本
として、酸，アルカリを用いて洗い流す方法があるが、
近年、光化学的表面処理が注目されてきている。
として、酸，アルカリを用いて洗い流す方法があるが、
近年、光化学的表面処理が注目されてきている。
この光化学的表面処理は、例えば、塩素ガスを流しつ
つ、ウェハ表面に紫外線光を照射することにより、塩素
ガスを励起してウェハ表面で軽いエッチングを行った状
態として金属を除去するものである。
つ、ウェハ表面に紫外線光を照射することにより、塩素
ガスを励起してウェハ表面で軽いエッチングを行った状
態として金属を除去するものである。
この光表面処理は温度依存性があることから、該ウェ
ハの温度を上げる必要があり、ヒータによる赤外線加熱
により石英を介してウェハを高温（例えば500℃）に加
熱している。
ハの温度を上げる必要があり、ヒータによる赤外線加熱
により石英を介してウェハを高温（例えば500℃）に加
熱している。
しかし、赤外線加熱では、ウェハを所定の温度に上げ
るまで長時間（例えば500℃で５分）を要する。また、
ウェハは赤外線を透過させることから微細な温度調整が
できず、温度を一定に保つことが困難であると共に、ヒ
ータの消費電力が大きく効率が悪いという問題がある。
るまで長時間（例えば500℃で５分）を要する。また、
ウェハは赤外線を透過させることから微細な温度調整が
できず、温度を一定に保つことが困難であると共に、ヒ
ータの消費電力が大きく効率が悪いという問題がある。
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、ウ
ェハを汚染することなく短時間で温度上昇させて高精度
に温度制御を行うウェハ加熱方法および装置を提供する
ことを目的とする。
ェハを汚染することなく短時間で温度上昇させて高精度
に温度制御を行うウェハ加熱方法および装置を提供する
ことを目的とする。
第１図に本発明の原理説明図を示す。第１図におい
て、ウェハ加熱装置１は、ヒータ２が内設されたステー
ジ３上に所定間隔ｄでウェハ４が載置され、ウェハ４及
びステージ３間にガス５が満たされる。このガス５は所
定圧力で満たされ、ステージ３の熱をウェハ４に伝達す
る。
て、ウェハ加熱装置１は、ヒータ２が内設されたステー
ジ３上に所定間隔ｄでウェハ４が載置され、ウェハ４及
びステージ３間にガス５が満たされる。このガス５は所
定圧力で満たされ、ステージ３の熱をウェハ４に伝達す
る。
また、ステージ３には温度検出部が設けられ、これに
より温度制御部でヒータ２を駆動してステージを温度制
御する。ここで、ウェハ４の加熱温度は、ウェハ４及び
ステージ３の間隔ｄおよび（または）ガス５の出力で設
定される。
より温度制御部でヒータ２を駆動してステージを温度制
御する。ここで、ウェハ４の加熱温度は、ウェハ４及び
ステージ３の間隔ｄおよび（または）ガス５の出力で設
定される。
第１図に示すように、ウェハ４はステージ３と間隔ｄ
で載置され、ガス５が満たされている。すなわち、ウェ
ハ４はステージ３と最小面積で接触されることから、ス
テージ３からウェハ４が金属汚染されることがない。
で載置され、ガス５が満たされている。すなわち、ウェ
ハ４はステージ３と最小面積で接触されることから、ス
テージ３からウェハ４が金属汚染されることがない。
また、ヒータ２で加熱されたステージ３の熱を、ガス
５の分子5aがウェハ４及びステージ３間を自由に移動し
てウェハ４に伝達し、ステージ３の温度付近までウェハ
４を加熱する。すなわち、ウェハ４への加熱はヒータ２
の赤外線は殆ど影響されないことから、短時間で目的の
温度までウェハ４を加熱することが可能となる。ここ
で、ウェハ４の目的とする温度は、間隔ｄとガス圧力の
それぞれ又は組合せで容易に設定可能となる。
５の分子5aがウェハ４及びステージ３間を自由に移動し
てウェハ４に伝達し、ステージ３の温度付近までウェハ
４を加熱する。すなわち、ウェハ４への加熱はヒータ２
の赤外線は殆ど影響されないことから、短時間で目的の
温度までウェハ４を加熱することが可能となる。ここ
で、ウェハ４の目的とする温度は、間隔ｄとガス圧力の
それぞれ又は組合せで容易に設定可能となる。
さらに、温度検出部でステージの温度を検出し、これ
に従って温度制御部によりステージ３を温度制御してい
る。従って、上記ウェハ４の加熱は赤外線の影響が少な
いことから、ステージ３を温度制御することによりウェ
ハ４の微細な温度調整を精度よく行うことが可能とな
る。
に従って温度制御部によりステージ３を温度制御してい
る。従って、上記ウェハ４の加熱は赤外線の影響が少な
いことから、ステージ３を温度制御することによりウェ
ハ４の微細な温度調整を精度よく行うことが可能とな
る。
第２図に本発明の一実施例の構成図を示す。第２図の
ウェハ加熱装置１において、ステージ３はヒータ２を内
設する。ヒータ２は、ステージ３との間に、多結晶の石
英層11およびアルミニウム膜12が形成される。この多結
晶の石英層11はヒータ２から発せられる赤外線を拡散
し、アルミニウム膜12は該拡散した赤外線を遮蔽するも
のである。
ウェハ加熱装置１において、ステージ３はヒータ２を内
設する。ヒータ２は、ステージ３との間に、多結晶の石
英層11およびアルミニウム膜12が形成される。この多結
晶の石英層11はヒータ２から発せられる赤外線を拡散
し、アルミニウム膜12は該拡散した赤外線を遮蔽するも
のである。
ステージ３の上面は凹状に成型され、底面にウェハ４
との接触最小面積とすべく少なくとも３個所に突部13が
形成され、該突部13上にウェハ４が載置される。そし
て、ウェハ４とステージ３間にガス５が所定圧力で満た
される。
との接触最小面積とすべく少なくとも３個所に突部13が
形成され、該突部13上にウェハ４が載置される。そし
て、ウェハ４とステージ３間にガス５が所定圧力で満た
される。
また、ステージ３中には、熱電対，サーミスタ等の温
度検知器14が設けられ、温度検出部15により温度を検出
する。この検出温度により温度制御部16がヒータ２の駆
動を制御する。
度検知器14が設けられ、温度検出部15により温度を検出
する。この検出温度により温度制御部16がヒータ２の駆
動を制御する。
ここで、ガス５は、前後のウェハ処理で使用される処
理ガスと同じガスまたは塩素（Cl2）等のハロゲンガス
若しくは不活性ガスである。また、突部13の高さ、すな
わちウェハ４とステージ３との間隔ｄは、上記使用され
るガス５の分子の平均自由行程の範囲と、満たされるガ
ス５の圧力によって設定される。例えば、ガス５をヘリ
ウム（He）ガスを使用し、圧力（P0）が1Torrの場合、
ヘリウムガス分子の平均自由行程λは0.13mmであり、突
部13の高さ（間隔ｄ）は、該ヘリウムガス分子の平均自
由行程以下（0.05mm）に設定される。但し、間隔ｄは、
ステージ３との接触の関係上、ウェハ反りの許容範囲内
の距離で最小値が定まる。
理ガスと同じガスまたは塩素（Cl2）等のハロゲンガス
若しくは不活性ガスである。また、突部13の高さ、すな
わちウェハ４とステージ３との間隔ｄは、上記使用され
るガス５の分子の平均自由行程の範囲と、満たされるガ
ス５の圧力によって設定される。例えば、ガス５をヘリ
ウム（He）ガスを使用し、圧力（P0）が1Torrの場合、
ヘリウムガス分子の平均自由行程λは0.13mmであり、突
部13の高さ（間隔ｄ）は、該ヘリウムガス分子の平均自
由行程以下（0.05mm）に設定される。但し、間隔ｄは、
ステージ３との接触の関係上、ウェハ反りの許容範囲内
の距離で最小値が定まる。
第３図に、ガス５の熱伝達と圧力の関係を表わしたグ
ラフを示す。すなわち、間隔ｄがガスの平均自由行程λ
より小さい場合（ｄ＜λ）の熱伝達Ｑは、直線的に上昇
し、ｄ＞λの場合は圧力Ｐに無関係に一定となる。従っ
て、ｄ＞λ（圧力10Torr,λ＝0.013mm,d＝0.1mm）の場
合、ステージ３の温度を一定に保てば、ウェハ４の温度
も一定に保つことができることをも意味する。
ラフを示す。すなわち、間隔ｄがガスの平均自由行程λ
より小さい場合（ｄ＜λ）の熱伝達Ｑは、直線的に上昇
し、ｄ＞λの場合は圧力Ｐに無関係に一定となる。従っ
て、ｄ＞λ（圧力10Torr,λ＝0.013mm,d＝0.1mm）の場
合、ステージ３の温度を一定に保てば、ウェハ４の温度
も一定に保つことができることをも意味する。
また、ウェハ４の加熱温度は、第３図に示すように、
間隔d1,d2,圧力P1,P2及びガスの種類で、それぞれを変
数的に組合せて任意かつ容易に設定することができる。
間隔d1,d2,圧力P1,P2及びガスの種類で、それぞれを変
数的に組合せて任意かつ容易に設定することができる。
なお、予め、圧力一定で間隔ｄとウェハ４の温度分布
を求めておくことにより、容易に所望のウェハ加熱温度
を設定することができる。
を求めておくことにより、容易に所望のウェハ加熱温度
を設定することができる。
このようなウェハ加熱装置１は、まずヒータ２が駆動
されると、ヒータ２上の多結晶石英層11及びアルミニウ
ム膜12により赤外線輻射が遮断され、ステージ３が加熱
される。ヒータ２は、温度検出器14,温度検出部15によ
りフィードバックされ、温度制御部16により駆動制御さ
れる。これにより、ステージ３の温度が一定に保つよう
に温度制御される。
されると、ヒータ２上の多結晶石英層11及びアルミニウ
ム膜12により赤外線輻射が遮断され、ステージ３が加熱
される。ヒータ２は、温度検出器14,温度検出部15によ
りフィードバックされ、温度制御部16により駆動制御さ
れる。これにより、ステージ３の温度が一定に保つよう
に温度制御される。
ステージ３の熱は、ガス５の分子移動によりウェハ４
に伝達され、上述のｄ＞λでウェハ４の温度はステージ
３の温度近辺にまで加熱される。
に伝達され、上述のｄ＞λでウェハ４の温度はステージ
３の温度近辺にまで加熱される。
このように、突部13によりウェハ４とステージ３との
接触面積が最小となることから、ステージ３からのウェ
ハ４に対する金属汚染を最小にすることができる。ま
た、赤外線を用いずにガス５の熱伝達によりウェハを加
熱することから短時間で行うことができると共に、ステ
ージ３の温度制御によりヒータ２の消費電力を最小とす
ることができる。
接触面積が最小となることから、ステージ３からのウェ
ハ４に対する金属汚染を最小にすることができる。ま
た、赤外線を用いずにガス５の熱伝達によりウェハを加
熱することから短時間で行うことができると共に、ステ
ージ３の温度制御によりヒータ２の消費電力を最小とす
ることができる。
次に、第４図に上記ウェハ加熱装置が使用される光処
理照射装置の概略図を示す。第４図の照射装置20は、光
源21より処理室22内のウェハ４に紫外線光を照射して、
例えばプラズマエッチング後にウェハ表面を洗浄するも
のである。この場合、処理室22内は真空ポンプにより減
圧されると共に、例えば塩素ガス５が注入される。そし
て、ウェハ４とステージ３間に該ガス５が満たされた場
合に、ヒータ２により当該ウェハ４を、例えば500℃に
加熱される。すなわち、紫外線光で塩素ガスが励起さ
れ、加熱されたウェハ４上に存在する金属を効率よく除
去するものである。
理照射装置の概略図を示す。第４図の照射装置20は、光
源21より処理室22内のウェハ４に紫外線光を照射して、
例えばプラズマエッチング後にウェハ表面を洗浄するも
のである。この場合、処理室22内は真空ポンプにより減
圧されると共に、例えば塩素ガス５が注入される。そし
て、ウェハ４とステージ３間に該ガス５が満たされた場
合に、ヒータ２により当該ウェハ４を、例えば500℃に
加熱される。すなわち、紫外線光で塩素ガスが励起さ
れ、加熱されたウェハ４上に存在する金属を効率よく除
去するものである。
以上のように本発明によれば、ステージ上より所定間
隔でウェハを載置し、所定のガスを所定圧力で満たすこ
とにより、ウェハを金属汚染することなく短時間で温度
上昇させることができると共に、該間隔、ガス圧力によ
りウェハの加熱温度を設定し、ステージを一定温度に制
御することにより、ヒータの消費電力を抑え、光処理の
効率を向上させることができる。
隔でウェハを載置し、所定のガスを所定圧力で満たすこ
とにより、ウェハを金属汚染することなく短時間で温度
上昇させることができると共に、該間隔、ガス圧力によ
りウェハの加熱温度を設定し、ステージを一定温度に制
御することにより、ヒータの消費電力を抑え、光処理の
効率を向上させることができる。
第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の一実施例の構成図、 第３図はガスの熱伝達と圧力の関係を示すグラフ、 第４図は本発明のウェハ加熱装置が使用される光処理照
射装置の概略図である。 図において、 １はウェハ加熱装置、 ２はヒータ、 ３はステージ、 ４はウェハ、 ５はガス、 11は石英層、 12はアルミニウム膜、 13は突部、 14は温度検知器、 15は温度検出部、 16は温度制御部 を示す。
射装置の概略図である。 図において、 １はウェハ加熱装置、 ２はヒータ、 ３はステージ、 ４はウェハ、 ５はガス、 11は石英層、 12はアルミニウム膜、 13は突部、 14は温度検知器、 15は温度検出部、 16は温度制御部 を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】ヒータを有するステージ上に間隔をおいて
ウェハを設置し、 該ステージと該ウェハとの間にガスを供給して該ウェハ
を加熱するウェハ加熱方法であって、 該ステージと該ウェハとの間隔を該ガス分子の平均自由
行程以下の範囲内で変更して該ウェハの加熱温度を調整
することを特徴とするウェハ加熱方法。 - 【請求項２】ヒータを有するステージ上に間隔をおいて
ウェハを設置し、 該ステージと該ウェハとの間にガスを供給して該ウェハ
を加熱するウェハ加熱方法であって、 該ステージと該ウェハとの間のガスの圧力を変更して該
ウェハの加熱温度を調整することを特徴とするウェハ加
熱方法。 - 【請求項３】ヒータを有し、間隔をおいてウェハが設置
されるステージと、 該ステージと該ウェハとの間にガスを供給して該ウェハ
を加熱するガス供給手段とを備えたウェハ加熱装置であ
って、 該ステージ上に該ウェハを設置するための突部が複数個
離間して設けられ、 該ステージは該ヒータの上面にさらに石英層およびアル
ミニウム膜が形成されてなることを特徴とするウェハ加
熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02236170A JP3108084B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | ウェハ加熱方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02236170A JP3108084B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | ウェハ加熱方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116823A JPH04116823A (ja) | 1992-04-17 |
| JP3108084B2 true JP3108084B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=16996811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02236170A Expired - Fee Related JP3108084B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | ウェハ加熱方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3108084B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0660689U (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-23 | 志郎 朝倉 | グレーチング用受け枠のブラケット |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5104174B2 (ja) * | 2007-10-01 | 2012-12-19 | 富士通株式会社 | 洗浄乾燥装置及び洗浄乾燥方法 |
-
1990
- 1990-09-06 JP JP02236170A patent/JP3108084B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0660689U (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-23 | 志郎 朝倉 | グレーチング用受け枠のブラケット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04116823A (ja) | 1992-04-17 |
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