JP3215131B2 - 半導体装置の製造装置 - Google Patents
半導体装置の製造装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造装置に
係り、より詳しくは基板加熱装置に関する。
係り、より詳しくは基板加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化が進み、サ
ブミクロン領域の設計基準により半導体装置の製造が行
われているが、半導体装置の高集積化に伴う素子の微細
化により、さらに高精度なプロセス制御を行う必要が生
じてきた。このため、半導体装置の製造装置も多量の基
板を同時に処理するバッチ式から少数枚数のバッチ式あ
るいは枚様式の装置が採用されつつある。この傾向はエ
ッチング装置で顕著であったが、ＣＶＤ装置においても
同様の傾向が見られる。
ブミクロン領域の設計基準により半導体装置の製造が行
われているが、半導体装置の高集積化に伴う素子の微細
化により、さらに高精度なプロセス制御を行う必要が生
じてきた。このため、半導体装置の製造装置も多量の基
板を同時に処理するバッチ式から少数枚数のバッチ式あ
るいは枚様式の装置が採用されつつある。この傾向はエ
ッチング装置で顕著であったが、ＣＶＤ装置においても
同様の傾向が見られる。
【０００３】特に、Ａｌ、ＳｉおよびＳｉＯ2 などの種
々の材料が混在する基板において、特定の下地表面に金
属膜を成長させる選択ＣＶＤ法では、基板の表面反応の
差を積極的に利用するために、ＣＶＤチャンバーの到達
真空度および反応生成物の除去等を精密に制御すること
が必要である。このため、成膜装置としては多数枚のバ
ッチ処理形式の装置よりも枚様式で基板のみを加熱する
コールドウォール形式の装置が好適である。
々の材料が混在する基板において、特定の下地表面に金
属膜を成長させる選択ＣＶＤ法では、基板の表面反応の
差を積極的に利用するために、ＣＶＤチャンバーの到達
真空度および反応生成物の除去等を精密に制御すること
が必要である。このため、成膜装置としては多数枚のバ
ッチ処理形式の装置よりも枚様式で基板のみを加熱する
コールドウォール形式の装置が好適である。
【０００４】従来、この種の枚様式コールドウォールの
ＣＶＤ装置で基板を加熱する方法としては、図５に示す
ように、成膜室１００内に組み込まれた小型のヒーター
３により基板αを加熱したり、図６に示すように、赤外
線ランプ４の輻射熱により成膜室１００内の基板αを加
熱する方法が検討されている。尚、１は反応ガス導入部
であり、２は排気ガスの排出部である。
ＣＶＤ装置で基板を加熱する方法としては、図５に示す
ように、成膜室１００内に組み込まれた小型のヒーター
３により基板αを加熱したり、図６に示すように、赤外
線ランプ４の輻射熱により成膜室１００内の基板αを加
熱する方法が検討されている。尚、１は反応ガス導入部
であり、２は排気ガスの排出部である。
【０００５】赤外線ランプ４を用いて基板αを加熱する
場合、図７に示すように、赤外線ランプ４に設けた集光
用の反射板４ａにより赤外線ランプ４からの赤外光を基
板αに向けて集光し、基板αの加熱効率および基板温度
の均一性を向上させていたが、基板αに照射する赤外線
を完全な平行光束にしようとすると、高コストが掛かり
困難であり、また基板αの温度分布の均一性を高めるこ
とから、基板αの外周近傍のサセプタ２０も同時に加熱
していた。
場合、図７に示すように、赤外線ランプ４に設けた集光
用の反射板４ａにより赤外線ランプ４からの赤外光を基
板αに向けて集光し、基板αの加熱効率および基板温度
の均一性を向上させていたが、基板αに照射する赤外線
を完全な平行光束にしようとすると、高コストが掛かり
困難であり、また基板αの温度分布の均一性を高めるこ
とから、基板αの外周近傍のサセプタ２０も同時に加熱
していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上述した従
来の半導体装置の製造装置においては、基板αの外周近
傍のサセプタ２０も同時に加熱していたので、金属膜の
選択ＣＶＤを行う際、基板αの周辺のサセプタ２０も温
度が上昇する。従って、［Ｃ］部分は勿論、サセプタ２
０の［Ｅ］および［Ｅ′］部分にも金属膜が付着し、ゴ
ミの発生および堆積速度の変化を招くという問題点があ
った。
来の半導体装置の製造装置においては、基板αの外周近
傍のサセプタ２０も同時に加熱していたので、金属膜の
選択ＣＶＤを行う際、基板αの周辺のサセプタ２０も温
度が上昇する。従って、［Ｃ］部分は勿論、サセプタ２
０の［Ｅ］および［Ｅ′］部分にも金属膜が付着し、ゴ
ミの発生および堆積速度の変化を招くという問題点があ
った。
【０００７】即ち、これは次の理由による。金属膜をＣ
ＶＤ法により成長する場合、金属膜が安定に成長を開始
する時間は下地材料で決まる。当該時間を堆積の遅れ時
間とすると、図８に示すように、異なる下地材料間の堆
積の遅れ時間の差により選択成長が起こる。ところが、
図９に示すように、サセプタ２０の温度が高くなると、
遅れ時間が小さくなり、サセプタ２０上にも金属膜が成
長するからである。
ＶＤ法により成長する場合、金属膜が安定に成長を開始
する時間は下地材料で決まる。当該時間を堆積の遅れ時
間とすると、図８に示すように、異なる下地材料間の堆
積の遅れ時間の差により選択成長が起こる。ところが、
図９に示すように、サセプタ２０の温度が高くなると、
遅れ時間が小さくなり、サセプタ２０上にも金属膜が成
長するからである。
【０００８】本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、
基板加熱効率が向上でき、サセプタの冷却効率が向上で
きる半導体装置の製造装置を提供するものである。
基板加熱効率が向上でき、サセプタの冷却効率が向上で
きる半導体装置の製造装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するため、基板が載置される載置台と、前記基板表
面に対向し前記基板を赤外線により加熱する基板加熱手
段と、前記基板を透過する前記赤外線を前記基板へ反射
する反射鏡とからなる基板加熱装置を有する半導体装置
の製造装置であって、前記基板加熱装置の前記反射鏡
を、前記基板と前記載置台との間に設けて前記鋳版を透
過する赤外線による載置台の加熱を抑制することを特徴
とする半導体装置の製造装置を提供する。
達成するため、基板が載置される載置台と、前記基板表
面に対向し前記基板を赤外線により加熱する基板加熱手
段と、前記基板を透過する前記赤外線を前記基板へ反射
する反射鏡とからなる基板加熱装置を有する半導体装置
の製造装置であって、前記基板加熱装置の前記反射鏡
を、前記基板と前記載置台との間に設けて前記鋳版を透
過する赤外線による載置台の加熱を抑制することを特徴
とする半導体装置の製造装置を提供する。
【００１０】
【作用】本発明においては、基板と載置台との間に赤外
線を反射するアルミニウム製等の反射鏡を設けたので、
基板は基板を透過する赤外光の反射光によっても加熱さ
れ、逆に載置台は基板の透過光による加熱がなくなるた
め、基板の加熱効率が向上すると共に、載置台の冷却効
率が向上する。
線を反射するアルミニウム製等の反射鏡を設けたので、
基板は基板を透過する赤外光の反射光によっても加熱さ
れ、逆に載置台は基板の透過光による加熱がなくなるた
め、基板の加熱効率が向上すると共に、載置台の冷却効
率が向上する。
【００１１】
【実施例】本発明の半導体装置の製造装置に係わる実施
例を図１乃至図４に基づいて説明する。
例を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００１２】図１に本発明による半導体装置の製造装置
の構成図を示す。同図において、装置は加熱装置であ
り、チャンバ−１００内の上部に輻射熱源としての２ｋ
Ｗハロゲンランプ１０が内設されると共に、チャンバ−
１００内の下部には前記ハロゲンランプ１０に対向し表
面を平滑に研磨した石英製のサセプタ２０が内設されて
いる。さらに、前記サセプタ２０上に、例えば直径５イ
ンチのＳｉ基板αが載置され、前記基板αとサセプタ２
０との間に基板αの外周径より５mmだけ短い径のアルミ
ニウム膜が４０００オングストロ−ムの厚さに蒸着さ
れ、赤外線の反射鏡３０を形成している。
の構成図を示す。同図において、装置は加熱装置であ
り、チャンバ−１００内の上部に輻射熱源としての２ｋ
Ｗハロゲンランプ１０が内設されると共に、チャンバ−
１００内の下部には前記ハロゲンランプ１０に対向し表
面を平滑に研磨した石英製のサセプタ２０が内設されて
いる。さらに、前記サセプタ２０上に、例えば直径５イ
ンチのＳｉ基板αが載置され、前記基板αとサセプタ２
０との間に基板αの外周径より５mmだけ短い径のアルミ
ニウム膜が４０００オングストロ−ムの厚さに蒸着さ
れ、赤外線の反射鏡３０を形成している。
【００１３】次に、図２に基板加熱を行った場合の基板
温度とサセプタ温度との関係を示す。同図によれば、同
一の基板温度に設定した場合、赤外線の反射鏡３０を用
いることにより、サセプタ２０は赤外光Ａのみで加熱さ
れるのに対し、基板αは赤外光Ｂに加え基板αを透過し
た赤外光Ｃの反射光により加熱されるため、基板αの加
熱効率が向上する。逆に、サセプタ２０は基板αの透過
光による加熱がなくなるので、サセプタ２０の冷却効率
が向上し、サセプタ温度を従来例より約１００℃低く保
持できることが判る。従って、例えば、基板温度３００
℃でタングステン（Ｗ）の選択ＣＶＤを行い、タングス
テンを１μｍ堆積したとき、サセプタ２０表面へのタン
グステンの付着は防止される（図９参照）。尚、このと
き、サセプタ２０の材料は石英に限定されず、Ａｌ2 ０
3 、ＳｉＮおよびＳｉＣなどの無機材料で形成しても同
様の効果が得られる。また、赤外線反射鏡３０はアルミ
ニウム材に限定されることはなく、十分な赤外線反射率
が得られる鏡面が得られれば他の金属および合金でも良
い。
温度とサセプタ温度との関係を示す。同図によれば、同
一の基板温度に設定した場合、赤外線の反射鏡３０を用
いることにより、サセプタ２０は赤外光Ａのみで加熱さ
れるのに対し、基板αは赤外光Ｂに加え基板αを透過し
た赤外光Ｃの反射光により加熱されるため、基板αの加
熱効率が向上する。逆に、サセプタ２０は基板αの透過
光による加熱がなくなるので、サセプタ２０の冷却効率
が向上し、サセプタ温度を従来例より約１００℃低く保
持できることが判る。従って、例えば、基板温度３００
℃でタングステン（Ｗ）の選択ＣＶＤを行い、タングス
テンを１μｍ堆積したとき、サセプタ２０表面へのタン
グステンの付着は防止される（図９参照）。尚、このと
き、サセプタ２０の材料は石英に限定されず、Ａｌ2 ０
3 、ＳｉＮおよびＳｉＣなどの無機材料で形成しても同
様の効果が得られる。また、赤外線反射鏡３０はアルミ
ニウム材に限定されることはなく、十分な赤外線反射率
が得られる鏡面が得られれば他の金属および合金でも良
い。
【００１４】図３は本発明による他の装置の構成図であ
る。同図において、赤外線反射鏡３０が石英製のサセプ
タ２０に埋設されている。これは、サセプタ２０上にア
ルミニウム膜を膜厚１μｍで蒸着し加工した後、このア
ルミニウム膜上にＳｉＯ2 膜２５を１００μｍ厚コーテ
ィングし、反射鏡３０としての上記アルミニウム膜を保
護したものである。尚、この場合、ＳｉＯ2 膜のコーテ
ィングに代えて、アルミニウム膜の表面を酸化してアル
ミナ（Ａｌ2 ０3 ）として用いても良い。このようにア
ルミニウム膜を絶縁膜で保護することにより、該アルミ
ニウム膜表面の損傷を防止することができ該表面の反射
率を高く保つことができる。さらにタングステンがアル
ミニウム膜に堆積することはなく、ゴミ等の発生はなく
なる。
る。同図において、赤外線反射鏡３０が石英製のサセプ
タ２０に埋設されている。これは、サセプタ２０上にア
ルミニウム膜を膜厚１μｍで蒸着し加工した後、このア
ルミニウム膜上にＳｉＯ2 膜２５を１００μｍ厚コーテ
ィングし、反射鏡３０としての上記アルミニウム膜を保
護したものである。尚、この場合、ＳｉＯ2 膜のコーテ
ィングに代えて、アルミニウム膜の表面を酸化してアル
ミナ（Ａｌ2 ０3 ）として用いても良い。このようにア
ルミニウム膜を絶縁膜で保護することにより、該アルミ
ニウム膜表面の損傷を防止することができ該表面の反射
率を高く保つことができる。さらにタングステンがアル
ミニウム膜に堆積することはなく、ゴミ等の発生はなく
なる。
【００１５】また、図４に示すように、ハロゲンランプ
１０などの輻射熱源がサセプタ２０と基板αの裏面との
間に介在する構成においても、基板αの表面に対向する
位置に赤外線反射用鏡３０を配設することにより、基板
αの加熱効率は向上する。尚、このとき、赤外線反射鏡
３０の形状を凹面にし、赤外光を集光すれば基板αの加
熱効率は、より向上する。
１０などの輻射熱源がサセプタ２０と基板αの裏面との
間に介在する構成においても、基板αの表面に対向する
位置に赤外線反射用鏡３０を配設することにより、基板
αの加熱効率は向上する。尚、このとき、赤外線反射鏡
３０の形状を凹面にし、赤外光を集光すれば基板αの加
熱効率は、より向上する。
【００１６】特に、絶縁膜への選択ＣＶＤあるいは単に
基板の加熱処理を行う場合は、基板載置面を鏡面に研磨
して赤外線の反射面とした金属製サセプタを用いても良
い。例えば、アルミニウム製のサセプタの基板載置面を
鏡面に加工したものを用いれば、基板αの加熱効率は向
上する。この場合、金属製サセプタは赤外線を透過しな
いため、サセプタ表面での赤外線吸収が小さいほど、サ
セプタの温度は低く保てる。このため、基板外周の部分
も赤外線反射率の高い鏡面に加工し、基板外周での赤外
線吸収を小さくしたほうが良い。
基板の加熱処理を行う場合は、基板載置面を鏡面に研磨
して赤外線の反射面とした金属製サセプタを用いても良
い。例えば、アルミニウム製のサセプタの基板載置面を
鏡面に加工したものを用いれば、基板αの加熱効率は向
上する。この場合、金属製サセプタは赤外線を透過しな
いため、サセプタ表面での赤外線吸収が小さいほど、サ
セプタの温度は低く保てる。このため、基板外周の部分
も赤外線反射率の高い鏡面に加工し、基板外周での赤外
線吸収を小さくしたほうが良い。
【００１７】本実施例は、高真空度で基板熱処理を行う
場合において、チャンバー壁面からの脱ガスを抑えるた
め、チャンバー壁面の温度を低く保つ場合にも適用され
ることは言うまでもない。
場合において、チャンバー壁面からの脱ガスを抑えるた
め、チャンバー壁面の温度を低く保つ場合にも適用され
ることは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板と載置台との間に赤外線を反射するアルミニウム製の
反射鏡を設けたので、基板は基板を透過する赤外光の反
射光によっても加熱されるので、基板の加熱効率が向上
する。さらに、載置台は基板の透過光による加熱がなく
なるので、載置台の冷却効率が向上する。よって、載置
台への成膜が防止でき、ゴミの発生およびＣＶＤ膜の堆
積速度の変化が防止できると共に、基板加熱手段からの
赤外線の照射量が節約できる。
板と載置台との間に赤外線を反射するアルミニウム製の
反射鏡を設けたので、基板は基板を透過する赤外光の反
射光によっても加熱されるので、基板の加熱効率が向上
する。さらに、載置台は基板の透過光による加熱がなく
なるので、載置台の冷却効率が向上する。よって、載置
台への成膜が防止でき、ゴミの発生およびＣＶＤ膜の堆
積速度の変化が防止できると共に、基板加熱手段からの
赤外線の照射量が節約できる。
【図１】本発明の輻射熱を用いた基板加熱装置の構成図
である。
である。
【図２】基板温度とサセプタ温度との関係図である。
【図３】発明の他の基板加熱装置の要部構成図である。
【図４】発明の他の基板加熱装置の要部構成図である。
【図５】従来の基板加熱方法の説明図である。
【図６】従来の他の基板加熱方法の説明図である。
【図７】従来の温度分布図である。
【図８】堆積の遅れ時間の差による選択成長を説明する
図である。
図である。
【図９】タングステンＣＶＤの特性図である。
１０ ハロゲンランプ ２０ サセプタ ２５ ＳｉＯ2 膜 ３０ 反射鏡 １００ チャンバ− α 基板
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/203 H01L 21/205 H01L 21/26 - 21/268 H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/31 - 21/314 H01L 21/316 - 21/32 H01L 21/322 - 21/326 H01L 21/68
Claims (2)
- 【請求項１】 基板が載置される載置台と、 前記基板表面に対向し前記基板を赤外線により加熱する
基板加熱手段と、前記基板を透過する前記赤外線を前記基板へ反射する反
射鏡とからなる基板加熱装置を有する半導体装置の製造
装置であって、 前記基板加熱装置の前記反射鏡を、 前記基板と前記載置
台との間に設けて前記基板を透過する赤外線による載置
台の加熱を抑制することを特徴とする半導体装置の製造
装置。 - 【請求項２】 前記基板は、Ｓｉ基板であることを特徴
とする請求項１記載の半導体装置の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26039091A JP3215131B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 半導体装置の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26039091A JP3215131B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 半導体装置の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05102077A JPH05102077A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3215131B2 true JP3215131B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=17347257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26039091A Expired - Fee Related JP3215131B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 半導体装置の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3215131B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084213A (en) * | 1998-05-18 | 2000-07-04 | Steag C.V.D. Sytems, Ltd. | Method and apparatus for increasing temperature uniformity of heated wafers |
| US6449428B2 (en) * | 1998-12-11 | 2002-09-10 | Mattson Technology Corp. | Gas driven rotating susceptor for rapid thermal processing (RTP) system |
| JP2005079312A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法およびそれに用いられる半導体製造装置並びに液晶表示装置 |
| JP2006332541A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Ushio Inc | 光加熱装置 |
| JP4641268B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2011-03-02 | シャープ株式会社 | 気相成長装置および気相成長方法 |
| JP5886023B2 (ja) * | 2011-12-16 | 2016-03-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法および装置 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP26039091A patent/JP3215131B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05102077A (ja) | 1993-04-23 |
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