JP3451097B2 - Heat treatment equipment - Google Patents

Heat treatment equipment

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JP3451097B2
JP3451097B2 JP22969691A JP22969691A JP3451097B2 JP 3451097 B2 JP3451097 B2 JP 3451097B2 JP 22969691 A JP22969691 A JP 22969691A JP 22969691 A JP22969691 A JP 22969691A JP 3451097 B2 JP3451097 B2 JP 3451097B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハ、
LCD(液晶ディスプレイ)等の面状の被処理体を熱処
理するための熱処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor wafer,
The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat- treating a planar object such as an LCD (liquid crystal display).

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造において
は、半導体ウエハの酸化・拡散処理、CVD処理等が行
われる。特に、最近においては、0.4μmから0.2
μmへと半導体デバイスのデザインルールの微細化が進
み、また、半導体ウエハについても8インチから12イ
ンチへと大径化が進み、このような大面積の極薄膜形成
技術に対応すべく急速熱処理装置の開発が緊急の課題と
なっている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, for example, a semiconductor wafer is subjected to oxidation / diffusion processing, CVD processing and the like. In particular, recently, 0.4 μm to 0.2
As the design rules of semiconductor devices are becoming finer to μm, and the diameter of semiconductor wafers is increasing from 8 inches to 12 inches, a rapid thermal processing system is available to support such ultra-thin film forming technology of large area. Development has become an urgent task.

【0003】具体的に説明すると、半導体ウエハのプロ
セス処理では、サーマルバジェット(熱履歴)を小さく
することが必須の条件であり、例えば50〜100Åの
ドーピング処理、ゲート酸化膜やキャパシター絶縁膜の
極薄膜形成においては、急速熱処理すなわち短時間で熱
処理を行うことが不可欠である。また、例えばPN接合
を0.1μm以下と浅くして、低抵抗化を図り、任意形
状表面への接合形成を可能にするためには、接合時の膜
劣化や結晶欠陥の発生を防止する必要があるが、PN接
合の活性領域が狭いために急速短時間で熱処理を行うこ
とが必要である。
Specifically, in the process treatment of a semiconductor wafer, it is an essential condition to reduce the thermal budget (thermal history). For example, a doping treatment of 50 to 100 Å, a gate oxide film or a capacitor insulating film In forming a thin film, rapid thermal processing, that is, thermal processing in a short time is essential. Further, for example, in order to reduce the resistance by making the PN junction as shallow as 0.1 μm or less and enable the formation of the junction on the surface of an arbitrary shape, it is necessary to prevent the film deterioration and the generation of crystal defects at the time of the junction. However, since the active region of the PN junction is narrow, it is necessary to perform heat treatment rapidly and in a short time.

【0004】また、例えばLOCOS酸化膜の形成にお
いては、隣接するLOCOS酸化膜の圧縮応力が熱サイ
クルによる相乗効果で拡大し、表面電位の変動、リーク
電流、耐圧等の信頼性の低減が生じやすいが、これを防
止するためには急速熱処理により熱サイクルを低減する
ことが必要である。また、例えば高誘電体材料を使用し
てキャパシター絶縁膜を形成する場合に、メタルオキサ
イド(Ta2 5 等)、ポリイミド(パッシベーション
膜)の成膜を可能にするメタル成膜とドーピングができ
る複合プロセス処理が可能なシステムが必要とされるに
至った。
Further, for example, in the formation of a LOCOS oxide film, the compressive stress of the adjacent LOCOS oxide film expands due to the synergistic effect of the thermal cycle, and the reliability of surface potential fluctuation, leak current, breakdown voltage, etc. is likely to decrease. However, in order to prevent this, it is necessary to reduce the thermal cycle by rapid thermal processing. In addition, for example, when a capacitor insulating film is formed using a high dielectric material, a metal film and a composite film that can be doped to enable metal oxide (Ta 2 O 5 etc.) and polyimide (passivation film) film formation A system capable of process processing has been required.

【0005】そして、半導体ウエハの径が8インチから
12インチへと大径化しつつある現状においては、半導
体ウエハの中央部と周辺部との温度差を小さくして均一
に急速熱処理ができ、半導体ウエハに生じやすいスリッ
プ、歪、ソリの低減化を図り、半導体デバイスの製作上
不都合が生じないようにする必要がある。
In the present situation where the diameter of the semiconductor wafer is increasing from 8 inches to 12 inches, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer can be made small and uniform rapid thermal processing can be performed. It is necessary to reduce slips, distortions, and warps that are likely to occur on a wafer so as to avoid inconvenience in manufacturing semiconductor devices.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の縦型の
バッチ処理型熱処理装置においては、石英製のウエハボ
ートに積層収納された半導体ウエハを取り囲むように筒
状の発熱源を配置して、半導体ウエハの周辺部から中央
部に向かって加熱するようにしているため、半導体ウエ
ハを急速に加熱しようとすると、半導体ウエハの中央部
と周辺部との間に大きな温度勾配が生じて、均一な熱処
理ができない問題があった。そこで、本発明の目的は、
面状の被処理体の全面を均一な温度で急速に加熱処理す
ることができる熱処理装置を提供することにある。
However, in a conventional vertical batch processing type heat treatment apparatus, a cylindrical heat source is arranged so as to surround semiconductor wafers stacked and accommodated in a quartz wafer boat, Since the semiconductor wafer is heated from the peripheral portion toward the central portion, when a semiconductor wafer is heated rapidly, a large temperature gradient is generated between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is uniformly heated. There was a problem that heat treatment could not be performed. Therefore, the purpose of the present invention is to
An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of rapidly heat-treating the entire surface of a planar object at a uniform temperature.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の熱処理装置においては、面状の被処理体の
処理面に対向するよう配置した、複数の抵抗発熱体より
なる直線状発熱体が並列に配置されてなる面状発熱源
と、前記複数の直線状発熱体に熱電対よりなる温度セン
サーを設け、該温度センサーからの温度検出信号に基づ
いて加熱制御する加熱制御部と、前記被処理体と前記面
状発熱源とを相対的に接近させる移動機構と、前記被処
理体を、面状発熱源とを対向した状態で、その中心を軸
として回転させる回転機構とを備え、かつ、前記面状発
熱源の直線状発熱体の並列ピッチは、面状発熱源の中央
部から周辺部に向かうに従って粗から密になるよう構成
されていることに特徴を有する。また、前記面状発熱源
は、中心に対して左右対称に配列されていることを特徴
とする。また、前記加熱制御部は、前記複数の直線状発
熱体を別個独立に温度制御することを特徴とする。ま
た、前記加熱制御部は、前記複数の直線状発熱体を組合
わせて複数のグループを形成して、該グループごとに温
度制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the heat treatment apparatus of the present invention, a linear shape composed of a plurality of resistance heating elements is arranged so as to face the processing surface of a planar object. A planar heat source in which heating elements are arranged in parallel, and a temperature sensor composed of a thermocouple on the plurality of linear heating elements.
A heating control unit that controls heating based on a temperature detection signal from the temperature sensor, a moving mechanism that relatively brings the object to be processed and the planar heat source close to each other, and the object to be processed, a planar heating source in the opposing state, and a rotation mechanism for rotating the center as an axis, and the planar onset
The parallel pitch of the linear heating elements of the heat source is the center of the planar heating source.
Configured to become coarser to denser from the area toward the periphery
It is characterized by being. Further, the planar heat sources are arranged symmetrically with respect to the center. In addition, the heating control unit may independently and independently control the temperature of the plurality of linear heating elements. In addition, the heating control unit is characterized in that the plurality of linear heating elements are combined to form a plurality of groups, and the temperature is controlled for each group .

【0008】[0008]

【作用】本発明では、面状の被処理体の処理面に対向す
るよう面状発熱源を配置するので、面状発熱源からの放
射熱が被処理体の全面に垂直に入射するようになる。し
かも、面状発熱源が複数の直線状発熱体を並列に配置し
てなり、この複数の直線状発熱体を加熱制御する加熱制
御部を設けるので、被処理体の全面を高い精度で均一に
加熱処理することができる。また、面状の被処理体と面
状発熱源とを移動機構により急速に相対的に接近させる
ことにより、急速加熱が可能となる。また、面状発熱源
の面状の被処理体と対向する側に均熱部材を配置するこ
とにより、さらに均一な温度で加熱処理することができ
る。また、面状発熱源を構成する各直線状発熱体を汚染
の少ない材料により構成することにより、汚染のない熱
処理を行うことができる。
According to the present invention, since the planar heat generating source is arranged so as to face the processing surface of the planar object, the radiant heat from the planar heat source is made to enter the entire surface of the object vertically. Become. In addition, since the planar heat source is formed by arranging a plurality of linear heating elements in parallel, and the heating control unit for heating and controlling the plurality of linear heating elements is provided, the entire surface of the object to be processed can be uniformly made with high accuracy. It can be heat-treated. Further, rapid heating can be performed by rapidly bringing the planar object to be processed and the planar heat source close to each other by the moving mechanism. Further, by disposing the heat equalizing member on the side of the planar heat source facing the planar object, it is possible to perform heat treatment at a more uniform temperature. Further, by configuring each linear heating element that constitutes the planar heat source with a material with less contamination, it is possible to perform heat treatment without contamination.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。なお、以
下の実施例は面状の被処理体として半導体ウエハを使用
した例であるが、本発明においては、半導体ウエハに限
定されることはなく、例えばLCD等のようにその他の
面状の被処理体を用いることもできる。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. The following examples are examples in which a semiconductor wafer is used as a planar object, but the present invention is not limited to semiconductor wafers, and other planar objects such as LCD can be used. An object to be processed can also be used.

【0010】〔実施例1〕 本実施例では、特に、半導体ウエハの酸化・拡散処理を
行う場合に好適な熱処理装置について説明する。図1は
本実施例に係る熱処理装置の概略図であり、図2および
図3は面状発熱源の直線状発熱体の概略図である。1は
面状の被処理体である半導体ウエハ、2は面状発熱源、
25は加熱制御部、3はウエハ保持具、4は保温材、5
は移動機構である。ウエハ保持具3の周縁部に一体的に
形成されている例えば3〜4個の保持突起31が半導体
ウエハ1の処理面11とは反対の裏面に当接し、これに
より半導体ウエハ1をウエハ保持具3上に保持してい
る。このウエハ保持具3は、例えば高純度炭化ケイ素
(SiC)等のように耐熱性が優れ、かつ、汚染の少な
い材料により構成することが好ましい。特に、高純度炭
化ケイ素(SiC)は石英(SiO2 )よりも耐熱性が
優れており、約1200℃の高温にも十分に耐えること
ができるので、酸化・拡散処理用の材料として好適なも
のである。
Example 1 In this example, a heat treatment apparatus which is particularly suitable for performing oxidation / diffusion processing on a semiconductor wafer will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a heat treatment apparatus according to this embodiment, and FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams of a linear heating element of a planar heating source. 1 is a semiconductor wafer which is a planar object to be processed, 2 is a planar heat source,
25 is a heating controller, 3 is a wafer holder, 4 is a heat insulating material, 5
Is a moving mechanism. For example, 3 to 4 holding projections 31 formed integrally on the peripheral portion of the wafer holder 3 are brought into contact with the back surface of the semiconductor wafer 1 opposite to the processing surface 11, whereby the semiconductor wafer 1 is held. Holds on 3. The wafer holder 3 is preferably made of a material such as high-purity silicon carbide (SiC) that has excellent heat resistance and little pollution . In particular, high-purity silicon carbide (SiC) has better heat resistance than quartz (SiO 2 ), and can withstand a high temperature of about 1200 ° C. sufficiently, so it is suitable as a material for oxidation / diffusion treatment. Is.

【0011】面状発熱源2は、半導体ウエハ1の処理面
に対向するよう例えば直上部において保温材4の上部内
壁に固定配置されている。なお、この面状発熱源2は、
図1のように半導体ウエハ1の直上に配置してもよい
し、あるいは半導体ウエハ1の処理面11を下方にして
その直下に配置してもよい。そして、図2および図3に
示すように、複数の直線状発熱体21が並列に配列され
て構成されている。22は保持部材であり、例えば高純
度炭化ケイ素(SiC)等により構成されている。同一
方向に伸びる隣接する2本の直線状発熱体については、
電磁力による悪影響を防止する観点から、互いに磁束を
打ち消す方向に電流を流すようにすることが好ましい。
また、直線状発熱体21の並列配置のピッチは、半導体
ウエハ1の周辺部における放熱を抑制して均一に加熱す
る観点から、面状発熱源2の中央部から周辺部に向かう
に従って粗から密になるようにすることが好ましい。ま
た、同様の観点から、面状発熱源2の中心に対して左右
対称に配列することが好ましい。
The planar heat source 2 is fixedly disposed on the inner wall of the upper portion of the heat insulating material 4 so as to face the processing surface of the semiconductor wafer 1, for example, immediately above. The planar heat source 2 is
It may be arranged directly above the semiconductor wafer 1 as shown in FIG. 1, or may be arranged just below the semiconductor wafer 1 with the processing surface 11 facing downward. Then, as shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of linear heating elements 21 are arranged in parallel. A holding member 22 is made of, for example, high-purity silicon carbide (SiC) or the like. For two adjacent linear heating elements that extend in the same direction,
From the viewpoint of preventing the adverse effect of the electromagnetic force, it is preferable that the currents flow in the directions in which the magnetic fluxes cancel each other out.
In addition, the pitch of the linear heating elements 21 arranged in parallel is from coarse to dense from the central portion of the planar heat source 2 toward the peripheral portion, from the viewpoint of suppressing the heat radiation in the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 and heating it uniformly. It is preferable that From the same viewpoint, it is preferable that the planar heat sources 2 are arranged symmetrically with respect to the center.

【0012】各直線状発熱体21には熱電対等からなる
温度センサー26が設けられており、これらの温度セン
サー26は加熱制御部25に接続されている。加熱制御
部25は、温度センサー26からの信号に基づいて、各
直線状発熱体21の温度を独立に制御することができる
ものである。なお、直線状発熱体21のすべてをまった
く別個独立に温度制御してもよいし、あるいは適宜のも
のを組合せて複数のグループを形成してグループごとに
制御するようにしてもよい。また、温度センサー26に
より面状発熱源2の各直線状発熱体21の温度を検出す
る代わりに、放射温度計を用いて半導体ウエハ1の直線
状発熱体21ごとの温度を直接測定するようにし、この
検出信号に基づいて加熱制御部25により温度制御を行
ってもよい。
Each linear heating element 21 is provided with a temperature sensor 26 such as a thermocouple, and these temperature sensors 26 are connected to a heating controller 25. The heating controller 25 can independently control the temperature of each linear heating element 21 based on a signal from the temperature sensor 26. It should be noted that all of the linear heating elements 21 may be temperature-controlled completely independently of each other, or a combination of appropriate elements may be combined to form a plurality of groups, and the temperature may be controlled for each group. Further, instead of detecting the temperature of each linear heating element 21 of the planar heating source 2 by the temperature sensor 26, the temperature of each linear heating element 21 of the semiconductor wafer 1 is directly measured using a radiation thermometer. The heating controller 25 may control the temperature based on the detection signal.

【0013】直線状発熱体21は、図4に示すように、
一方向のみならず、縦横に交差する状態に配置してもよ
い。なお、直線状発熱体21の交差部分は相互に電気的
に絶縁されている。
The linear heating element 21 is, as shown in FIG.
It may be arranged not only in one direction but also in a state where it intersects vertically and horizontally. The intersections of the linear heating elements 21 are electrically insulated from each other.

【0014】面状発熱源2と半導体ウエハ1との最短離
間距離Lは、装置を小型化する観点からは短い方がよい
が、大面積の半導体ウエハ1の全面を均一な温度で加熱
する観点からは長い方がよい。具体的には、両条件をあ
る程度満足し得る距離、例えば50〜150mm程度と
される。ここで「最短離間距離」とは、半導体ウエハ1
の接近が停止されて静止した状態でプロセス処理される
ときの所定位置から面状発熱源2までの距離をいう。
The shortest distance L between the planar heat source 2 and the semiconductor wafer 1 is preferably short from the viewpoint of downsizing the apparatus, but from the viewpoint of heating the entire surface of the large area semiconductor wafer 1 at a uniform temperature. It is better to be long. Specifically, the distance is set to satisfy both conditions to some extent, for example, about 50 to 150 mm. Here, the “shortest separation distance” means the semiconductor wafer 1
Is the distance from the predetermined position to the planar heat generating source 2 when the process is stopped and the process is performed in a stationary state.

【0015】面状発熱源2の各直線状発熱体21は、例
えば二ケイ化モリブデン(MoSi2 )、炭化ケイ素
(SiC)、グラファイト(C)、鉄(Fe)とクロム
(Cr)とアルミニウム(Al)の合金線であるカンタ
ル(商品名)線等の抵抗発熱体を用いて構成することが
できる。例えば二ケイ化モリブデン(MoSi2 )は、
単線として使用することができ、カンタル線はコイルと
して使用することができる。特に、二ケイ化モリブデン
(MoSi2 )は約1800℃の高温にも十分に耐える
ことができるので、酸化・拡散処理の材料としては好適
である。特に、汚染の少ない材料としては、高純度炭化
ケイ素(SiC)、グラファイト(C)の表面を炭化ケ
イ素(SiC)で被覆したもの等が挙げられる。
Each linear heating element 21 of the planar heating source 2 is, for example, molybdenum disilicide (MoSi 2 ), silicon carbide (SiC), graphite (C), iron (Fe), chromium (Cr) and aluminum ( It can be configured using a resistance heating element such as a Kanthal (trade name) wire which is an alloy wire of Al). For example, molybdenum disilicide (MoSi 2 ) is
It can be used as a single wire and Kanthal wire can be used as a coil. In particular, molybdenum disilicide (MoSi 2 ) can sufficiently withstand a high temperature of about 1800 ° C., and is therefore suitable as a material for oxidation / diffusion treatment. In particular, examples of the material with less pollution include high-purity silicon carbide (SiC) and graphite (C) whose surface is coated with silicon carbide (SiC).

【0016】この面状発熱源2の直線状発熱体21によ
り構成される発熱面の外径は半導体ウエハ1の外径の2
倍以上であることが好ましい。このような条件を満たす
面状発熱源2によれば、半導体ウエハ1の中央部と周辺
部との間の温度差を十分に小さくすることができ、半導
体ウエハ1の処理面11の全面をさらに均一な温度で熱
処理することができる。
The outer diameter of the heating surface formed by the linear heating element 21 of the planar heating source 2 is 2 times the outer diameter of the semiconductor wafer 1.
It is preferably double or more. According to the planar heating source 2 that satisfies such conditions, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 can be sufficiently reduced, and the entire processing surface 11 of the semiconductor wafer 1 can be further improved. The heat treatment can be performed at a uniform temperature.

【0017】面状発熱源2の発熱面は、半導体ウエハ1
と平行に配置されることが好ましい。また、面状発熱源
2の発熱面は、全体が一様な平面であってもよいし、周
辺部が半導体ウエハ1に接近する方向に湾曲していても
よい。面状発熱源2の温度は、半導体ウエハ1の最高使
用温度よりも100〜300℃高いことが好ましい。
The heat generating surface of the planar heat source 2 is the semiconductor wafer 1
It is preferably arranged in parallel with. The heat generating surface of the planar heat generating source 2 may be a flat surface as a whole, or the peripheral portion may be curved in a direction approaching the semiconductor wafer 1. The temperature of the planar heat source 2 is preferably 100 to 300 ° C. higher than the maximum operating temperature of the semiconductor wafer 1.

【0018】また、図5に示すように、面状発熱源2と
半導体ウエハ1との間に面状の均熱部材23を配置する
ようにしてもよい。この均熱部材23は、面状発熱源2
に発熱ムラが存在する場合にこの発熱ムラを解消して半
導体ウエハ1に向かう放射熱を十分に垂直方向に制御す
るものである。また、均熱部材23を例えば高純度炭化
ケイ素(SiC)等のように汚染の少ない材料により構
成し、さらにこの均熱部材23により面状発熱源2を処
理空間から完全に隔離することにより、面状発熱源2が
汚染の原因となる重金属を含む材料により構成されてい
る場合にも、当該重金属による汚染を有効に防止するこ
とができる。
Further, as shown in FIG. 5, a planar heat equalizing member 23 may be arranged between the planar heat source 2 and the semiconductor wafer 1. The heat equalizing member 23 is used for the planar heat source 2
When the heat generation unevenness is present, the heat generation unevenness is eliminated to sufficiently control the radiant heat toward the semiconductor wafer 1 in the vertical direction. Further, the heat equalizing member 23 is made of a material with less pollution such as high-purity silicon carbide (SiC), and the heat equalizing member 23 completely isolates the planar heat source 2 from the processing space. Even when the planar heat source 2 is made of a material containing a heavy metal that causes contamination, it is possible to effectively prevent the contamination by the heavy metal.

【0019】この均熱部材23は半導体ウエハ1の処理
面11に対向するよう配置され、その外径は面状発熱源
2の場合と同様に半導体ウエハ1の外径の2倍以上であ
ることが好ましい。また、この均熱部材23は、その中
央部の肉厚が周辺部の肉厚より厚いことが好ましい。こ
のような肉厚とすることにより、半導体ウエハ1の周辺
部の熱放散を少なくして中央部と周辺部との間の温度の
均一性をさらに高めることができる。また、この均熱部
材23は、その周辺部が半導体ウエハ1に接近する方向
に湾曲する形態としてもよい。このような湾曲した周辺
部を有することにより、半導体ウエハ1の周辺部の熱放
散を少なくして中央部と周辺部との温度差を小さくする
ことができる。
The heat equalizing member 23 is arranged so as to face the processing surface 11 of the semiconductor wafer 1, and its outer diameter is at least twice the outer diameter of the semiconductor wafer 1 as in the case of the planar heat source 2. Is preferred. Further, it is preferable that the thickness of the soaking member 23 in the central portion thereof is thicker than that of the peripheral portion thereof. With such a thickness, it is possible to reduce heat dissipation in the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 and further improve the temperature uniformity between the central portion and the peripheral portion. Further, the heat equalizing member 23 may have a shape in which its peripheral portion is curved in a direction approaching the semiconductor wafer 1. By having such a curved peripheral portion, it is possible to reduce heat dissipation in the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 and reduce the temperature difference between the central portion and the peripheral portion.

【0020】図1の移動機構5は、ウエハ保持具3を面
状発熱源2に対して急速に接近移動させ、次いで急速に
後退移動させるものであり、モータ51と、駆動軸52
と、駆動アーム53とにより構成されている。モータ5
1は駆動軸52に連結されていて、モータ51により駆
動軸52が回転制御される。駆動軸52にはネジが設け
られており、このネジを介して駆動アーム53の一端と
螺合されている。駆動アーム53の他端は後述するモー
タ61を介してウエハ保持具3に連結されている。モー
タ51が駆動軸52を回転させると、この駆動軸52に
設けられたネジの作用により駆動アーム53が上昇また
は下降移動し、この駆動アーム53の移動に伴ってウエ
ハ保持具3が上昇または下降移動する。従って、モータ
51の回転を制御回路により制御することにより、ウエ
ハ保持具3の上昇速度または下降速度を適宜調整するこ
とができる。ウエハ保持具3の移動距離は例えば300
〜600mm程度であり、移動速度は50〜200mm
/sec以上の急速とするのが好ましい。
The moving mechanism 5 shown in FIG. 1 moves the wafer holder 3 rapidly toward and away from the planar heat source 2, and then moves backward rapidly, and has a motor 51 and a drive shaft 52.
And a drive arm 53. Motor 5
Reference numeral 1 is connected to a drive shaft 52, and the rotation of the drive shaft 52 is controlled by a motor 51. The drive shaft 52 is provided with a screw, and is screwed to one end of the drive arm 53 via the screw. The other end of the drive arm 53 is connected to the wafer holder 3 via a motor 61 described later. When the motor 51 rotates the drive shaft 52, the drive arm 53 moves up or down by the action of the screw provided on the drive shaft 52, and the wafer holder 3 moves up or down as the drive arm 53 moves. Moving. Therefore, by controlling the rotation of the motor 51 by the control circuit, the rising speed or the falling speed of the wafer holder 3 can be appropriately adjusted. The movement distance of the wafer holder 3 is, for example, 300
~ 600 mm, moving speed 50 ~ 200 mm
/ Sec or more is preferable.

【0021】図6は、酸化・拡散処理における熱処理モ
ードの一例を示し、面状発熱源2の温度を例えば130
0℃の一定温度とした状態で、窒素ガス(N2 )を流し
ながら、半導体ウエハ1の温度が室温から約500℃に
到達するように、例えば200mm/secの上昇速度
でウエハ保持具11を上昇移動させる。半導体ウエハ1
の温度が約500℃に到達したら、さらに半導体ウエハ
1の温度が約1200℃に到達するように、例えば10
0mm/secの上昇速度でウエハ保持具3をさらに上
昇移動させる。半導体ウエハ1の温度が約1200℃に
到達したら、ウエハ保持具3を当該位置に固定した状態
で、窒素ガスの供給を停止し、次いで酸素ガス(O2
を供給しながら、酸化・拡散処理を行う。酸化・拡散処
理が終了したら、上記の工程を逆の順番で繰返すことに
より、半導体ウエハ1の温度を室温まで冷却する。
FIG. 6 shows an example of the heat treatment mode in the oxidation / diffusion treatment, and the temperature of the sheet heating source 2 is, for example, 130.
With the nitrogen gas (N 2 ) flowing under a constant temperature of 0 ° C., the wafer holder 11 is moved at a rising speed of, for example, 200 mm / sec so that the temperature of the semiconductor wafer 1 reaches about 500 ° C. from room temperature. Move up. Semiconductor wafer 1
If the temperature of the semiconductor wafer 1 reaches about 500 ° C., the temperature of the semiconductor wafer 1 further reaches about 1200 ° C., for example, 10
The wafer holder 3 is further moved upward at an ascending speed of 0 mm / sec. When the temperature of the semiconductor wafer 1 reaches about 1200 ° C., the supply of nitrogen gas is stopped while the wafer holder 3 is fixed at that position, and then the oxygen gas (O 2 )
While performing the oxidation / diffusion treatment. After the oxidation / diffusion process is completed, the temperature of the semiconductor wafer 1 is cooled to room temperature by repeating the above steps in the reverse order.

【0022】半導体ウエハ1の酸化・拡散処理中は、回
転機構6により半導体ウエハ1がその中心を軸として回
転移動される。回転機構6において、モータ61は半導
体ウエハ1をウエハ保持具3と共に回転するものであ
る。
During the oxidation / diffusion process of the semiconductor wafer 1, the rotation mechanism 6 rotates the semiconductor wafer 1 about its center. In the rotation mechanism 6, the motor 61 rotates the semiconductor wafer 1 together with the wafer holder 3.

【0023】図1の保温材4は、例えばアルミナセラミ
ックスからなり、半導体ウエハ1の移動方向に沿って適
正な温度勾配をもたせるために、下部に向かうに従って
肉厚が薄くなっている。すなわち、下部に至るほど保温
効果を少なくしている。保温材4の下端部には、熱処理
の終了後に半導体ウエハ1を急速に冷却するための冷却
手段(図示省略)を設けることが好ましい。冷却手段と
しては、アンモニア、二硫化イオウ、水等の冷媒を用い
ることができる。冷媒の潜熱を利用して例えば300〜
400℃の温度に冷却する。保温材4の内径は、半導体
ウエハの温度を考慮して定めることが好ましいが、例え
ば半導体ウエハが8インチの場合には、その2倍の40
0〜500mmφ程度が好ましい。
The heat insulating material 4 shown in FIG. 1 is made of, for example, alumina ceramics, and its thickness becomes smaller toward the lower part in order to have an appropriate temperature gradient along the moving direction of the semiconductor wafer 1. That is, the heat retaining effect is reduced toward the bottom. At the lower end of the heat insulating material 4, it is preferable to provide cooling means (not shown) for rapidly cooling the semiconductor wafer 1 after the heat treatment is completed. As the cooling means, a refrigerant such as ammonia, sulfur disulfide, water or the like can be used. Using the latent heat of the refrigerant, for example, 300-
Cool to a temperature of 400 ° C. The inner diameter of the heat insulating material 4 is preferably determined in consideration of the temperature of the semiconductor wafer. For example, when the semiconductor wafer is 8 inches, it is twice as large as 40.
About 0 to 500 mmφ is preferable.

【0024】図1の7は処理容器であり、例えば石英
(SiO2 )等により形成することができる。この処理
容器7は下端に開口を有する筒状の形態を有しており、
ウエハ保持具3および半導体ウエハ1を面状発熱源2お
よび保温材4から隔離して半導体ウエハ1の雰囲気を外
部から分離するものである。
Reference numeral 7 in FIG. 1 denotes a processing container, which can be formed of, for example, quartz (SiO 2 ). This processing container 7 has a cylindrical shape having an opening at the lower end,
The wafer holder 3 and the semiconductor wafer 1 are separated from the planar heat source 2 and the heat insulating material 4 to separate the atmosphere of the semiconductor wafer 1 from the outside.

【0025】図1の8はガス導入管であり、その一端が
処理容器7の下部から外部に突出し、その他端が処理容
器7の内部において上方に伸長して半導体ウエハ1の斜
め上方に位置されている。このガス導入管8は、処理容
器7に対して例えばOリングをネジにより締め付けるこ
とにより気密に固定されている。
Reference numeral 8 in FIG. 1 denotes a gas introduction pipe, one end of which is projected from the lower portion of the processing container 7 to the outside, and the other end of which is extended upward inside the processing container 7 and is positioned diagonally above the semiconductor wafer 1. ing. The gas introduction pipe 8 is airtightly fixed to the processing container 7 by tightening an O-ring with a screw, for example.

【0026】図1の9はガス排出管であり、処理容器7
の下部において処理容器7の内外を貫通するように設け
られている。移動機構5によってウエハ保持具3が上昇
し、半導体ウエハ1が完全に処理容器7内に収納された
状態で、処理容器7がすべて密閉された状態となるよう
にしている。ガス導入管8から処理容器7内にプロセス
ガスを導入し、面状発熱源2による放射熱によって処理
容器7内の温度を酸化・拡散処理に必要な所定温度にす
る。処理容器7内の温度は、面状発熱源2からの距離が
一定であれば、一定の温度となるので、半導体ウエハ1
の最高位置(静止位置)をあらかじめ設定しておくこと
により、酸化・拡散処理に必要な所定温度(例えば12
00℃)とすることができる。半導体ウエハ1は、加熱
下でのプロセスガスの反応により酸化・拡散処理がなさ
れる。
Reference numeral 9 in FIG. 1 denotes a gas discharge pipe, which is a processing container 7.
Is provided so as to penetrate the inside and outside of the processing container 7 at the lower part of the. The wafer holder 3 is lifted by the moving mechanism 5 so that the processing container 7 is completely sealed while the semiconductor wafer 1 is completely stored in the processing container 7. A process gas is introduced into the processing container 7 from the gas introduction pipe 8 and the temperature inside the processing container 7 is brought to a predetermined temperature necessary for the oxidation / diffusion processing by the radiant heat from the planar heat source 2. Since the temperature inside the processing container 7 is constant if the distance from the planar heat source 2 is constant, the semiconductor wafer 1
By setting in advance the maximum position (rest position) of, the predetermined temperature (for example, 12
00 ° C.). The semiconductor wafer 1 is oxidized / diffused by the reaction of the process gas under heating.

【0027】このような熱処理装置によれば、面状発熱
源2よりの放射熱が、図7において矢印で示すように、
半導体ウエハ1の処理面(上面)11にほぼ垂直に向か
うようになるため、半導体ウエハ1の外径が例えば12
インチと大面積であってもその処理面11の全体にわた
って均一な温度で加熱することができ、しかも、半導体
ウエハ1と面状発熱源2とを相対的に急速に接近させる
ので急速加熱が可能となる。その結果、半導体ウエハ1
にスリップ、歪、ソリ等が生ぜず、信頼性の高い熱処理
が可能となり、また、最近の半導体デバイスのデザイン
ルールの微細化、半導体ウエハの大径化に対応した急速
熱処理が可能となる。従って、例えば50〜100Åの
ドーピング処理、ゲート酸化膜やキャパシター絶縁膜の
極薄膜形成、0.1μm以下の浅いPN接合の形成、L
OCOS酸化膜の形成、高誘電体材料を使用したキャパ
シター絶縁膜の形成等の種々の熱処理において、著しく
優れた効果を発揮する。
According to such a heat treatment apparatus, the radiant heat from the planar heat source 2 is as shown by the arrow in FIG.
The outer diameter of the semiconductor wafer 1 is, for example, 12 because the semiconductor wafer 1 faces substantially perpendicular to the processing surface (upper surface) 11 of the semiconductor wafer 1.
Even if the area is as large as an inch, the entire processing surface 11 can be heated at a uniform temperature, and since the semiconductor wafer 1 and the planar heating source 2 are brought relatively close to each other, rapid heating is possible. Becomes As a result, the semiconductor wafer 1
In addition, slip, strain, warp, etc. do not occur, and highly reliable heat treatment is possible. Further, rapid heat treatment is possible in response to recent miniaturization of design rules of semiconductor devices and increase in diameter of semiconductor wafers. Therefore, for example, doping treatment of 50 to 100 Å, formation of a very thin film of gate oxide film and capacitor insulating film, formation of shallow PN junction of 0.1 μm or less, L
It exhibits remarkably excellent effects in various heat treatments such as formation of an OCOS oxide film and formation of a capacitor insulating film using a high dielectric material.

【0028】半導体ウエハ1と面状発熱源2とを相対的
に急速に接近させる場合、面状発熱源2を固定して半導
体ウエハ1を上昇させてもよいし、半導体ウエハ1を固
定配置して面状発熱源2を下降させるようにしてもよ
い。相対的な接近速度は、半導体ウエハ1の処理面11
の温度の上昇速度が例えば20℃/sec以上、特に、
100℃/sec以上となるような速度であることが好
ましい。具体的な接近速度としては、例えば50〜20
0mm/sec以上が好ましい。
When the semiconductor wafer 1 and the planar heating source 2 are brought relatively close to each other, the planar heating source 2 may be fixed to raise the semiconductor wafer 1, or the semiconductor wafer 1 may be fixedly arranged. The planar heat generating source 2 may be lowered. The relative approach speed is determined by the processing surface 11 of the semiconductor wafer 1.
The temperature rising speed is, for example, 20 ° C / sec or more,
The speed is preferably 100 ° C./sec or more. As a specific approach speed, for example, 50 to 20
It is preferably 0 mm / sec or more.

【0029】なお、半導体ウエハ1と面状発熱源2とを
相対的に急速に接近させて当該半導体ウエハ1を加熱す
るに際して、半導体ウエハ1と面状発熱源2との最短離
間距離Lの設定値を変更することにより、温度の異なる
複数の熱処理を行うこともできる。すなわち、半導体ウ
エハ1と面状発熱源2との最短離間距離Lを変更するこ
とにより、半導体ウエハ1の加熱温度の最高値を所望値
に設定することができるので、例えば温度1200℃程
度の高温処理や温度500℃程度の低温処理を適宜選択
して行うことができ、複合プロセス処理が可能となる。
When the semiconductor wafer 1 and the planar heating source 2 are brought relatively close to each other to heat the semiconductor wafer 1, the shortest distance L between the semiconductor wafer 1 and the planar heating source 2 is set. By changing the value, a plurality of heat treatments with different temperatures can be performed. That is, the maximum value of the heating temperature of the semiconductor wafer 1 can be set to a desired value by changing the shortest separation distance L between the semiconductor wafer 1 and the planar heat source 2, so that, for example, a high temperature of about 1200 ° C. A treatment or a low temperature treatment at a temperature of about 500 ° C. can be appropriately selected and performed, and a composite process treatment can be performed.

【0030】〔実施例2〕本実施例では、特に、半導体
ウエハのCVD処理を行う場合に好適な熱処理装置につ
いて説明する。図8は、当該熱処理装置の概略を示し、
ウエハ保持具3、移動機構5、回転機構6は、図1に示
した実施例1と同様の構成である。面状発熱源2は、そ
の周辺部が半導体ウエハ1に接近する方向に湾曲した形
態を有している。通常半導体ウエハ1の中央部よりも周
辺部が放熱効果が大きいが、このように面状発熱源2の
周辺部を半導体ウエハ1に接近する方向に湾曲させるこ
とにより半導体ウエハ1の周辺部の放熱を抑制すること
ができ、半導体ウエハ1の全面の温度をさらに均一化す
ることができる。保温材4の上部内壁は、面状発熱源2
の湾曲した周辺部を受容し得る形態となっている。
[Embodiment 2] In this embodiment, a heat treatment apparatus particularly suitable for performing a CVD process on a semiconductor wafer will be described. FIG. 8 shows an outline of the heat treatment apparatus,
The wafer holder 3, the moving mechanism 5, and the rotating mechanism 6 have the same configurations as those of the first embodiment shown in FIG. The planar heat source 2 has a shape in which its peripheral portion is curved in a direction approaching the semiconductor wafer 1. Generally, the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 has a larger heat radiation effect than the central portion thereof, but by thus bending the peripheral portion of the planar heat source 2 in the direction of approaching the semiconductor wafer 1, the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 is radiated. Can be suppressed, and the temperature of the entire surface of the semiconductor wafer 1 can be made more uniform. The inner wall of the upper portion of the heat insulating material 4 is the planar heat source 2
The shape is such that it can receive the curved peripheral portion of the.

【0031】処理容器7は、外管71と内管72とを備
えた二重管構造になっており、外管71は、石英(Si
2 )等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端
に開口を有する円筒状の形態である。内管72は、上端
および下端の両端に開口を有する円筒状の形態を有し、
外管71内に間隔をおいて同心円状に配置されている。
内管72の上部開口から上昇したガスは、内管72と外
管71との間の間隙を介して系外へ排出されるようにな
っている。外管71および内管72の下端開口には、例
えばステンレス等よりなるマニホールド73が係合さ
れ、このマニホールド73に外管71および内管72が
保持されている。このマニホールド73は基台(図示省
略)に固定されている。
The processing container 7 has a double tube structure including an outer tube 71 and an inner tube 72, and the outer tube 71 is made of quartz (Si).
It is made of a heat resistant material such as O 2 ) and has a cylindrical shape having an upper end closed and an opening at the lower end. The inner pipe 72 has a cylindrical shape having openings at both upper and lower ends,
They are arranged concentrically in the outer tube 71 at intervals.
The gas that has risen from the upper opening of the inner pipe 72 is discharged to the outside of the system through the gap between the inner pipe 72 and the outer pipe 71. A manifold 73 made of, for example, stainless steel is engaged with the lower end openings of the outer pipe 71 and the inner pipe 72, and the outer pipe 71 and the inner pipe 72 are held by the manifold 73. The manifold 73 is fixed to a base (not shown).

【0032】外管71の下端部およびマニホールド73
の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジ71Aお
よび73Aが設けられ、フランジ71A,73A間には
弾性部材よりなるOリング74が配置され、両者の間が
気密封止されている。内管72の下端部は、マニホール
ド73の内壁の中段より内方へ突出させて形成した保持
部75により保持されている。
The lower end of the outer pipe 71 and the manifold 73
Annular flanges 71A and 73A are provided at the upper open end of each, and an O-ring 74 made of an elastic member is arranged between the flanges 71A and 73A to hermetically seal between them. The lower end portion of the inner pipe 72 is held by a holding portion 75 formed by projecting inward from the middle stage of the inner wall of the manifold 73.

【0033】マニホールド73の下段の一側には、上方
の熱処理部に向けて屈曲された例えば石英からなる第1
のガス導入管76がシール部材(図示省略)を介して貫
通しており、処理容器7内に成膜用ガス、例えばジクロ
ルシラン(SiH2 Cl2 )ガスが供給されるようにな
っている。この第1のガス導入管76は、ガス供給源
(図示省略)に接続されている。マニホールド73の下
段の他側には、上方の熱処理部に向けて屈曲された例え
ば石英からなる第2のガス導入管77がシール部材(図
示省略)を介して貫通しており、処理容器7内に成膜用
ガス、例えばアンモニア(NH3 )ガスが供給されるよ
うになっている。この第2のガス導入管77は、ガス供
給源に接続されている。
On one side of the lower stage of the manifold 73, there is formed a first bent portion made of, for example, quartz toward the upper heat treatment portion.
The gas introduction pipe 76 of FIG. 1 penetrates through a sealing member (not shown), and a film forming gas, for example, dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas is supplied into the processing container 7. The first gas introduction pipe 76 is connected to a gas supply source (not shown). A second gas introduction pipe 77 made of, for example, quartz, which is bent toward the upper heat treatment section, penetrates through the other side of the lower part of the manifold 73 through a seal member (not shown). A film forming gas, for example, ammonia (NH 3 ) gas is supplied. The second gas introduction pipe 77 is connected to the gas supply source.

【0034】マニホールド73の上段には、真空ポンプ
(図示省略)等の排気系に接続された排気管78が接続
されており、内管72と外管71との間の間隙を流下す
る処理済ガスを系外に排出し、処理容器7内を所定の圧
力の減圧雰囲気に設定し得るようになっている。マニホ
ールド73の下端開口部には、例えばステンレス等より
なる円盤状のキャップ部79が、弾性部材よりなるOリ
ング80を介して気密封止可能に着脱自在に取付けられ
ている。
An exhaust pipe 78, which is connected to an exhaust system such as a vacuum pump (not shown), is connected to the upper stage of the manifold 73, and has been treated to flow down a gap between the inner pipe 72 and the outer pipe 71. The gas can be discharged to the outside of the system and the inside of the processing container 7 can be set to a depressurized atmosphere of a predetermined pressure. A disc-shaped cap portion 79 made of, for example, stainless steel or the like is removably attached to the lower end opening of the manifold 73 so as to be hermetically sealed via an O-ring 80 made of an elastic member.

【0035】このキャップ部79のほぼ中心部には、例
えば磁気シールにより気密な状態で回転可能な回転軸6
2が貫通している。この回転軸62はウエハ保持具3の
回転軸であって、その下端部には、これを所定の速度で
もって回転させるためのモータ61が接続されている。
このモータ61は、移動機構5の駆動アーム53に固定
されており、駆動アーム53の昇降により、キャップ部
79と回転軸62とが一体的に昇降して、ウエハ保持具
3をロード、アンロードするようになっている。
A rotary shaft 6 which is rotatable in an airtight state by, for example, a magnetic seal is provided at a substantially central portion of the cap portion 79.
2 penetrates. The rotation shaft 62 is the rotation shaft of the wafer holder 3, and a motor 61 for rotating the wafer holder 3 at a predetermined speed is connected to the lower end portion thereof.
The motor 61 is fixed to the drive arm 53 of the moving mechanism 5, and as the drive arm 53 moves up and down, the cap portion 79 and the rotary shaft 62 move up and down integrally to load and unload the wafer holder 3. It is supposed to do.

【0036】図8の熱処理装置を用いたCVD処理の一
例を説明すると、まず、移動機構5によりウエハ保持具
3を下降させてアンロードにする。ウエハ保持具3に1
枚の半導体ウエハ1を保持する。次いで、面状発熱源2
を駆動して発熱させ、ウエハ保持具3の最高位置の雰囲
気を例えば700℃の均熱状態にする。移動機構5によ
り、ウエハ保持具3を上昇させて処理容器7内にロード
し、処理容器7の内部温度を例えば700℃に維持す
る。処理容器7内を所定の真空状態まで排気した後、回
転機構6により、ウエハ保持具3を回転させてその上に
保持された半導体ウエハ1を一体的に回転する。
An example of the CVD process using the heat treatment apparatus of FIG. 8 will be described. First, the moving mechanism 5 lowers the wafer holder 3 to unload it. Wafer holder 3 to 1
A single semiconductor wafer 1 is held. Next, the planar heat source 2
Is driven to generate heat, and the atmosphere at the highest position of the wafer holder 3 is brought into a uniform temperature state of, for example, 700 ° C. The wafer holder 3 is raised by the moving mechanism 5 and loaded into the processing container 7, and the internal temperature of the processing container 7 is maintained at 700 ° C., for example. After evacuating the inside of the processing container 7 to a predetermined vacuum state, the rotation mechanism 6 rotates the wafer holder 3 to integrally rotate the semiconductor wafer 1 held thereon.

【0037】同時に、第1のガス導入管76から成膜用
ガス例えばジクロルシラン(SiH2 Cl2 )ガスを供
給し、第2のガス導入管77から成膜用ガス例えばアン
モニア(NH3 )ガスを供給する。供給された成膜用ガ
スは、処理容器7内を上昇し、半導体ウエハ1の上方か
ら半導体ウエハ1に対して均等に供給される。処理容器
7内は、排気管78を介して排気され、0.1〜0.5
Torrの範囲内、例えば0.5Torrになるように
圧力が制御され、所定時間成膜処理を行う。
At the same time, a film forming gas such as dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas is supplied from the first gas introducing pipe 76, and a film forming gas such as ammonia (NH 3 ) gas is supplied from the second gas introducing pipe 77. Supply. The supplied film forming gas rises in the processing container 7 and is evenly supplied to the semiconductor wafer 1 from above the semiconductor wafer 1. The inside of the processing container 7 is evacuated through the exhaust pipe 78, and is 0.1 to 0.5.
The pressure is controlled to be within a range of Torr, for example, 0.5 Torr, and the film forming process is performed for a predetermined time.

【0038】このようにして成膜処理が終了すると、次
の半導体ウエハの成膜処理に移るべく、処理容器7内の
処理ガスをN2 等の不活性ガスと置換するとともに、内
部圧力を常圧まで高め、その後、移動機構5によりウエ
ハ保持具3を下降させて、ウエハ保持具3および処理済
の半導体ウエハ1を処理容器7から取り出す。処理容器
7からアンロードされたウエハ保持具3上の処理済の半
導体ウエハ1は、未処理の半導体ウエハと交換され、再
度前述と同様にして処理容器7内にロードされ、成膜処
理がなされる。
When the film forming process is completed in this way, the process gas in the process container 7 is replaced with an inert gas such as N 2 and the internal pressure is kept constant in order to proceed to the film forming process for the next semiconductor wafer. The pressure is increased to the pressure, and then the wafer holder 3 is lowered by the moving mechanism 5 to take out the wafer holder 3 and the processed semiconductor wafer 1 from the processing container 7. The processed semiconductor wafer 1 on the wafer holder 3 that has been unloaded from the processing container 7 is replaced with an unprocessed semiconductor wafer, and is loaded into the processing container 7 again in the same manner as described above to perform the film forming process. It

【0039】〔実施例3〕図8に示した熱処理装置にお
いて、ウエハ保持具3を固定して、面状発熱源2を昇降
させるようにしてもよい。また、処理済の半導体ウエハ
1を取り出す際には、まず、面状発熱源2と保温材4と
外管71とを上昇させ、次いで、内管72を上昇させる
ようにすることが好ましい。このようにウエハ保持具3
を固定する場合には、半導体ウエハ1が受ける機械的衝
撃力が少なくなるので、半導体ウエハ1上の薄膜にダメ
ージを与えないようにすることができ、また、マニホー
ルド73を移動させる必要がないことから、装置の構成
を簡単にすることができる。
[Third Embodiment] In the heat treatment apparatus shown in FIG. 8, the wafer holder 3 may be fixed and the planar heat source 2 may be moved up and down. Further, when taking out the processed semiconductor wafer 1, it is preferable to first raise the planar heat source 2, the heat insulating material 4, and the outer pipe 71, and then raise the inner pipe 72. In this way, the wafer holder 3
Since the mechanical impact force applied to the semiconductor wafer 1 is reduced when fixing the above, it is possible to prevent the thin film on the semiconductor wafer 1 from being damaged, and it is not necessary to move the manifold 73. Therefore, the configuration of the device can be simplified.

【0040】以上、本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明の熱処理装置は、常圧のプロセス、減圧プロ
セス、真空プロセスのいずれにも適用することができ
る。また、面状の被処理体としては、円型の半導体ウエ
ハに限定されず、LCD等角型のその他の面状の被処理
体であってもよい。また、面状発熱源を下方に配置し、
その上方に半導体ウエハを配置するようにしてもよい。
Although the present invention has been described based on the embodiments, the heat treatment apparatus of the present invention can be applied to any of a normal pressure process, a reduced pressure process and a vacuum process. Further, the planar object to be processed is not limited to a circular semiconductor wafer, and may be an LCD equiangular planar object to be processed. Also, the planar heat source is placed below,
A semiconductor wafer may be arranged above it.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
面状の被処理体の全面を均一な温度で急速に加熱処理す
ることができる。
As described above, according to the present invention,
The entire surface of the planar object can be rapidly heat-treated at a uniform temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1に係る熱処理装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a heat treatment apparatus according to a first embodiment.

【図2】面状発熱源の具体的形態の一例を示す横断平面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional plan view showing an example of a specific form of a planar heat source.

【図3】面状発熱源の具体的形態の一例を示す縦断正面
図である。
FIG. 3 is a vertical sectional front view showing an example of a specific form of a planar heat source.

【図4】面状発熱源の具体的形態の他の例を示す横断平
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional plan view showing another example of the specific form of the planar heat source.

【図5】実施例1の変形例に係る熱処理装置の要部の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part of a heat treatment apparatus according to a modified example of the first embodiment.

【図6】半導体ウエハの酸化・拡散処理における熱処理
モードの一例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a heat treatment mode in a semiconductor wafer oxidation / diffusion process.

【図7】面状発熱源による作用効果の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a function and effect of the planar heat source.

【図8】実施例2に係る熱処理装置の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a heat treatment apparatus according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ウエハ 2 面状発
熱源 21 直線状発熱体 22 保持部
材 23 均熱部材 25 加熱制
御部 26 温度センサー 3 ウエハ
保持具 31 保持突起 4 保温材 5 移動機構 51 モータ 52 駆動軸 53 駆動ア
ーム 6 回転機構 61 モータ 62 回転軸 7 処理容
器 71 外管 72 内管 73 マニホールド 71A フラン
ジ 73A フランジ 74 Oリン
グ 75 保持部 76 第1の
ガス導入管 77 第2のガス導入管 78 排気管 79 キャップ部 8 ガス導
入管 80 Oリング 9 ガス排
出管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 semiconductor wafer 2 planar heating source 21 linear heating element 22 holding member 23 uniform heating member 25 heating controller 26 temperature sensor 3 wafer holder 31 holding protrusion 4 heat retaining material 5 moving mechanism 51 motor 52 drive shaft 53 drive arm 6 rotation Mechanism 61 Motor 62 Rotating shaft 7 Processing container 71 Outer pipe 72 Inner pipe 73 Manifold 71A Flange 73A Flange 74 O-ring 75 Holding portion 76 First gas introduction pipe 77 Second gas introduction pipe 78 Exhaust pipe 79 Cap portion 8 Gas introduction Pipe 80 O-ring 9 Gas exhaust pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/285 H01L 21/285 C 21/31 21/31 B E 21/324 21/324 G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 21/285 H01L 21/285 C 21/31 21/31 BE 21/324 21/324 G

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 面状の被処理体の処理面に対向するよう
配置した、複数の抵抗発熱体よりなる直線状発熱体が並
列に配置されてなる面状発熱源と、 前記複数の直線状発熱体に熱電対よりなる温度センサー
を設け、該温度センサーからの温度検出信号に基づいて
加熱制御する加熱制御部と、 前記被処理体と前記面状発熱源とを相対的に接近させる
移動機構と、 前記被処理体を、面状発熱源とを対向した状態で、その
中心を軸として回転させる回転機構とを備え、 かつ、前記面状発熱源の直線状発熱体の並列ピッチは、
面状発熱源の中央部から周辺部に向かうに従って粗から
密になるよう構成されていること を特徴とする熱処理装
置。
1. A planar heating source comprising a plurality of linear heating elements arranged in parallel and arranged so as to face a processing surface of a planar object, and the linear heating elements. Temperature sensor consisting of a thermocouple on the heating element
And a heating control unit that controls heating based on a temperature detection signal from the temperature sensor, a moving mechanism that relatively moves the object to be processed and the planar heat source, and the object to be processed. In a state of facing the planar heat source, a rotating mechanism that rotates about its center as an axis , and the parallel pitch of the linear heating elements of the planar heat source,
From the central part of the planar heat source to the peripheral part
A heat treatment apparatus characterized by being configured to be dense .
【請求項2】 前記面状発熱源は、中心に対して左右対
称に配列されていることを特徴とする請求項1に記載の
熱処理装置。
2. The planar heat generating source is a pair of left and right with respect to the center.
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat treatment apparatuses are arranged in a line .
【請求項3】 前記加熱制御部は、前記複数の直線状発
熱体を別個独立に温度制御することを特徴とする請求項
1または2記載の熱処理装置。
3. The heating control unit is configured to generate a plurality of straight lines.
The temperature of each heating element is controlled separately and independently.
The heat treatment apparatus according to 1 or 2 .
【請求項4】 前記加熱制御部は、前記複数の直線状発
熱体を組合わせて複数のグループを形成して、該グルー
プごとに温度制御することを特徴とする請求項1乃至3
のいずれかに記載の熱処理装置。
4. The heating control unit is configured to generate the plurality of straight lines.
Combine the heating elements to form multiple groups and
The temperature control is performed for each group.
The heat treatment apparatus according to any one of 1 .
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