JP4288110B2 - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4288110B2 JP4288110B2 JP2003171830A JP2003171830A JP4288110B2 JP 4288110 B2 JP4288110 B2 JP 4288110B2 JP 2003171830 A JP2003171830 A JP 2003171830A JP 2003171830 A JP2003171830 A JP 2003171830A JP 4288110 B2 JP4288110 B2 JP 4288110B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- susceptor
- induction heating
- semiconductor manufacturing
- heating coil
- wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に係り、特に大口径の半導体ウェハを熱処理する枚葉型の半導体製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、誘導加熱コイルを用いた半導体製造装置としては、例えば、特許文献1に記載されているような図4のエピタキシャル成長装置6等がある。引用文献1に記載のエピタキシャル成長装置6の概要構成は、反応室7を構成するステンレス製のケース1と、回転軸2に取り付けられたウェハ3を上面に配置する円盤状のサセプタ4と、前記サセプタの下方に配設される渦巻き状の誘導加熱コイル5とからなる。
【0003】
上記のような加熱装置に誘導加熱装置を用いた半導体製造装置では、サセプタを加熱する際に、抵抗加熱装置やランプ加熱装置では実現することが困難な、急速昇温及び急速降温下で、高い精度でウェハ表面に温度分布の均一性を保つことを実現するウェハの熱処理を可能にした。これによりスリップの発生等を抑制することができ、歩留りの向上を図ることができた。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−316490号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、現在では、ウェハ口径が大型になり、当該ウェハの加工精度も高度なものが要求されるようになってきた。このような状況下では、上記装置においても前記ウェハ表面の温度分布にずれが生じ、製品に影響を及ぼすおそれが出て来た。
本発明では、大口径のウェハを加熱する際、高速かつ温度均一性に優れた熱処理が可能な半導体製造装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る半導体製造装置は、半導体の加熱を行う半導体製造装置において、複数のリングを同芯円上に配置したサセプタと、前記サセプタの上部または下部に配置され、前記サセプタを誘導加熱する高周波加熱源としての誘導加熱コイルとを備え、前記複数のリング状のサセプタ間には、当該サセプタ間での熱伝導を避けるための間隙を設けたことを特徴とする。
【0007】
また、前記誘導加熱コイルは、前記リング状のサセプタの形状に合わせて配置され、かつ配置された前記リング状のサセプタの数以上に分割されてなり、各サセプタを個々に加熱するようにすると良い。
【0008】
さらに、前記サセプタは、中心に配置されたサセプタから外周に配置されたサセプタにかけて順次厚さを変えていくと良い。
【0009】
【作用】
上記構成の半導体製造装置において、誘導加熱コイルを用いて、サセプタを加熱するようにし、さらに前記サセプタを複数に分割するようにしたことより、加熱される各サセプタの面積は小さくなり温度制御が容易になると共に、サセプタ内部での熱伝導が抑制されるため、ウェハ加熱時の全体の温度制御は、サセプタの分割数に応じて精密に行うことが可能となり、温度分布の均一化を図ることができる。また、誘導加熱コイルによる加熱制御は、急速昇降温が可能であるため、均一温度分布を保ちつつ急速昇降温を行うことが可能となる。
【0010】
また、複数分割された誘導加熱コイルにより各サセプタの加熱を行うようにすることで、各加熱対象サセプタ毎の温度制御が確実なものとなる。また、誘導加熱コイルによる加熱は、加熱対象外のサセプタに及ぼす熱の影響が他の加熱手段に比べて少ない。よって、個々のゾーン(分割されたサセプタ)毎に温度差を出す微調整が可能となり、サセプタ全体においては高精度な温度制御を行うことができる。
【0011】
さらに、前記サセプタを同芯円状に分割するようにしたことにより、熱放射率が近似する同芯円毎の温度制御が可能となるため、バランス良く高精度な温度制御を行うことができる。また、一般的なコイル配置(円や渦巻き状)に合わせて配設することができるため、様々な装置への転用が可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る半導体製造装置の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明に係る半導体製造装置の第1の実施形態の例である。
本実施形態の半導体製造装置の主な構成は、ウェハ10を上面に配置するサセプタ12と前記サセプタ12を配置し、加熱する回転台16と、これらを内装して反応室20を形成するケース22とからなる。
【0013】
前記サセプタ12は、円板型のものを図2に示すように板面中心を基準として同芯円となるように複数のリング状に分割した形状、いわゆるバウムクーヘン状に形成されている。さらに隣接するサセプタ12a、12b、12c、12dの間にはそれぞれ間隙が設けられ、各サセプタ12(12a〜12d以下同じ)の間で熱伝導が生じないように構成されている。前記のように複数に分割したバウムクーヘン状のサセプタ12では、各サセプタ12の間で熱伝導がなくなるため、各サセプタ毎に温度差を生じさせることが可能となり、サセプタ12全体としては、各加熱ゾーン毎の温度の微調整が容易になる。このためサセプタ12全体としての温度制御を高精度に行うことができる。
【0014】
上記のように構成されたサセプタ12は、中心を合わせるようにして円板状の回転台16の上面に配設される。前記回転台16は、サセプタ12を配置する側を表面とすると、裏面側には中心に回転軸18が備えられている。また、回転台16の内部には、複数に分割された誘導加熱コイル14が配設されている。当該誘導加熱コイル14は、自己の過熱を防止するために内部が空洞の銅管等により形成され、内部に冷却水等の冷却媒体を導通可能としている。前記誘導加熱コイル14は、前記サセプタ12と同様形状(バウムクーヘン状)に形成され、各サセプタ12を個々に加熱可能に配設されるようにすると良い。これにより、各加熱ゾーン(分割されたサセプタ)毎に温度制御を行うことができる。また、誘導加熱による加熱は、他の加熱方式に比べて加熱対象外の箇所へ及ぼす熱の影響が少ないため、個々の加熱ゾーン毎の温度差を出すことが容易である。
【0015】
なお、誘導加熱コイル14の分割数は、少なくともサセプタ12の分割数以上(本実施形態では4分割以上)であることが望ましい。また、誘導加熱コイル14において、最外周に配設されるものは、前記サセプタ12の最外周にあたるものよりも、外側に配設することで、放熱の大きい外周のサセプタ12dを良好に加熱することができる。
【0016】
また、複数分割された誘導加熱コイル14は、同時に制御を行う場合、相互誘導の影響により制御できなくなってしまうことがある。この場合、既知の方法により前記誘導加熱の影響を回避するようにすれば良い(例えば特開2003−017426号公報)。
【0017】
なお、誘導加熱コイル14は回転台16とは分割されており、回転はなされない構造としているが、必要に応じて回転するようにしても良い。
また、ケース22はステンレス等で形成されており、天井部はドーム型に形成されている。当該ケース22を前記回転台16等を覆うように基台24にかぶせて固定することで内部には外界と独立した空間が形成される。この空間が反応室20となる。また、前記基台24には反応ガスGを供給又は排気する反応ガス流通路26が備えられている。
【0018】
以下、第1の実施形態における各部の作用を説明する。
まず、ウェハ10をサセプタ12の上面に配置する。この時ウェハ10の中心と、サセプタ12の中心とが一致するようにする。次にケース22を配置し、固定する。必要に応じて内部を減圧し、反応ガス流通路26から反応ガスGを供給又は排気する。
【0019】
複数分割された各誘導加熱コイル14に電力を投入する。電力が投入された誘導加熱コイル14は、複数分割されたサセプタ12のそれぞれを加熱する。このとき、各サセプタ12は互いに熱伝導の影響が無いため、分割されたゾーン毎に精度良く温度制御が行われる。なお、サセプタ12またはウェハ10の温度計測は、図示しないパイロメータ等により各ゾーン毎に計測するようにすれば良い。このようにして熱処理が行われるウェハ10は、複数に分割されたサセプタによりゾーン毎に精度良く温度制御されつつ加熱冷却が行われるので、大口径のものであっても、全体の温度分布を均一に保ち熱処理を行うことができる。
【0020】
次に本発明に係る半導体製造装置の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態については、サセプタ12の形状および誘導加熱コイル14の配設形状のみが第1の実施形態と相違しており、他の構成及び作用は第1の実施形態と同様のため、当該箇所については、説明を省略する。
【0023】
上記のような半導体製造装置において、誘導加熱コイル14を用いて、サセプタ12を加熱するようにし、さらに前記サセプタ12を複数に分割するようにしたことにより、加熱される各サセプタ12の面積は小さくなり温度制御が容易になると共に、サセプタ12の内部での熱伝導が抑制されるため、ウェハ10を加熱する際の全体の温度制御は、サセプタ12の分割数に応じて精密に行うことが可能となり、ウェハ10における温度分布の均一化を図ることができる。また、誘導加熱コイル14による加熱制御は、急速昇降温が可能になるため、均一温度分布を保ちつつ急速昇降温を行うことが可能となる。
【0024】
また、複数分割された誘導加熱コイル14により各サセプタ12の加熱を行うようにすることで、各加熱対象サセプタ12毎の温度制御が確実なものとなる。また、誘導加熱による加熱は、加熱対象外のサセプタ12に及ぼす熱の影響が他の加熱手段に比べて少ない。よって、個々のゾーン(分割されたサセプタ12)毎に温度差を出す微調整が可能となり、サセプタ12全体においては高精度な温度分布制御を行うことができる。
【0025】
さらに、前記サセプタ12の分割は、当該サセプタ12の回転中心軸を基準とした同芯円状になされるようにしたことで、熱放射率が近似する同心円毎の温度制御が可能となるため、バランス良く高精度な温度制御を行うことができる。また、一般的なコイル配置(円や渦巻き状)に合わせて配設することができるため、様々な装置への転用が可能となる。
【0026】
また、上記第1、第2の実施形態においては、誘導加熱コイル14の上部にサセプタ12が配設され、前記サセプタ12の上面にウェハ10が配置される構成の半導体製造装置を挙げているが、図4に示すような半導体製造装置であっても良い。
【0027】
図3の半導体製造装置は、内部でウェハ10の熱処理を行う真空チャンバ30と、真空状態を保つための蓋である蓋体32とからなる。前記真空チャンバ30の内部には、回転軸18と、回転軸の上部に固定されてウェハ10を水平に配置するウェハ支持部28とが配設されている。なお、回転軸18は伸縮自在であり真空チャンバ30の壁面に備えられた窓36からウェハ10の出し入れを行うようにすると良い。
【0028】
蓋体32と真空チャンバ30との間には、仕切り板34が配置されており、蓋体32側の面には誘導加熱コイル14が、真空チャンバ30側の面にはサセプタ12がそれぞれ配設されている。
このように本実施形態では、誘導加熱コイル14とサセプタ12とウェハ10との配置が上下逆となる。
【0030】
また、上記実施形態においては、サセプタの全体形状を円板状とだけ記載したが、サセプタ12の厚さを、中心から外周にかけて順次変えていくようにしても良い。例えば、中心部のサセプタ12aの板圧を薄くしてサセプタ12dに到るまで順次厚くしていくようにすることで、放熱量の小さい中心部の蓄熱量を減らし、放熱量の大きい外周部分の蓄熱量を増やすことができる。これにより、誘導加熱コイル12を分割しない場合であっても好適に温度制御を行うことができる。
【0031】
【発明の効果】
上記のような半導体製造装置において、誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルにより加熱される複数分割されたサセプタとを備えるようにしたことにより、加熱される各サセプタの面積は小さくなり温度制御が容易になると共に、サセプタの内部での熱伝導が抑制されるため、ウェハを加熱する際、全体の温度制御はサセプタの分割数に応じて精密に行うことが可能になり、温度分布の均一化を図ることができる。また、誘導加熱コイルによる加熱制御は急速昇降温が可能になるため、均一温度分布を保ちつつ急速昇降温を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る半導体製造装置の実施形態を示す図である。
【図2】 本発明に係る半導体製造装置の実施形態のサセプタの形状を示す図である。
【図3】 本発明に係る半導体製造装置の他の実施形態を示す図である。
【図4】 従来の半導体製造装置を示す図である。
【符号の説明】
10………ウェハ、12(12a、12b、12c、12d)………サセプタ、14………誘導加熱コイル。
Claims (2)
- 半導体の加熱を行う半導体製造装置において、
複数のリングを同芯円上に配置したサセプタと、
前記サセプタの上部または下部に配置され、前記サセプタを誘導加熱する高周波加熱源としての誘導加熱コイルとを備え、
前記複数のリング状のサセプタ間には、当該サセプタ間での熱伝導を避けるための間隙を設け、
前記誘導加熱コイルは、前記リング状のサセプタの形状に合わせて配置され、かつ配置された前記リング状のサセプタの数以上に分割されてなり、各サセプタを個々に加熱することを特徴とする半導体製造装置。 - 前記サセプタは、中心に配置されたサセプタから外周に配置されたサセプタにかけて順次厚さを変えていくことを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003171830A JP4288110B2 (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003171830A JP4288110B2 (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 半導体製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005011868A JP2005011868A (ja) | 2005-01-13 |
JP4288110B2 true JP4288110B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
ID=34096167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003171830A Expired - Lifetime JP4288110B2 (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4288110B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102271714B1 (ko) * | 2020-09-28 | 2021-07-01 | 한화솔루션 주식회사 | 잉곳 성장 장치 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5226206B2 (ja) * | 2006-12-22 | 2013-07-03 | 三井造船株式会社 | 誘導加熱を用いた熱処理方法および熱処理装置 |
JP5021347B2 (ja) * | 2007-03-26 | 2012-09-05 | 三井造船株式会社 | 熱処理装置 |
JP2009087704A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 誘導加熱装置用発熱体の製造方法 |
JP2009087703A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 誘導加熱装置用発熱体および分割発熱体用パッケージ |
JP4907491B2 (ja) * | 2007-10-26 | 2012-03-28 | 株式会社島津製作所 | 高周波誘導加熱装置および高周波誘導加熱装置の製造方法 |
JP5264220B2 (ja) * | 2008-03-11 | 2013-08-14 | 三井造船株式会社 | ウエハ熱処理装置 |
JP5004842B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2012-08-22 | 三井造船株式会社 | 誘導加熱装置 |
JP5127532B2 (ja) * | 2008-03-27 | 2013-01-23 | 三井造船株式会社 | ウエハ熱処理システム |
JP2013119637A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 気相処理装置 |
JP5216153B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-06-19 | 三井造船株式会社 | 温度制御方法 |
DE102013109155A1 (de) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | Aixtron Se | Substratbehandlungsvorrichtung |
JP6689719B2 (ja) | 2016-09-23 | 2020-04-28 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理装置 |
CN114959658A (zh) * | 2021-02-24 | 2022-08-30 | 中国科学院微电子研究所 | 一种加热装置及化学气相沉积设备 |
-
2003
- 2003-06-17 JP JP2003171830A patent/JP4288110B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102271714B1 (ko) * | 2020-09-28 | 2021-07-01 | 한화솔루션 주식회사 | 잉곳 성장 장치 |
WO2022065742A1 (ko) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | 한화솔루션 주식회사 | 잉곳 성장 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005011868A (ja) | 2005-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4288110B2 (ja) | 半導体製造装置 | |
JP5518043B2 (ja) | 熱処理チャンバーでのウェハー支持部の温度測定および制御 | |
CN106469666B (zh) | 基座及基质加工设备 | |
JP4970683B2 (ja) | 基板をエピタキシャルにより処理するための装置及び方法 | |
EP2442057B1 (en) | Furnace for heat treatment of metal | |
KR20150120400A (ko) | 캐러셀 원자 층 증착을 위한 장치 및 방법들 | |
JP7475357B2 (ja) | サセプタ温度に局所的に影響を及ぼす手段を有するcvdリアクタ | |
CN107452655B (zh) | 晶片保持器和温度调节装置和制造晶片的方法 | |
TW201212126A (en) | Substrate support for use with multi-zonal heating sources | |
JP2008182228A (ja) | 熱処理チャンバにおけるウエハ支持体の温度測定及び制御 | |
US20120148760A1 (en) | Induction Heating for Substrate Processing | |
JPH03108323A (ja) | ヒータ組立体及び基板の加熱方法 | |
TWI625821B (zh) | 用於更均勻的層厚度的基板支撐環 | |
JP5865625B2 (ja) | エピタキシャルウェハの製造装置及び製造方法 | |
CN112048713A (zh) | 加热装置、包括该加热装置的cvd设备 | |
TWI676704B (zh) | 基板處理裝置及方法 | |
JP5468784B2 (ja) | 基板加熱装置、加熱処理方法および半導体デバイスを製造する方法 | |
TWM448051U (zh) | 溫度可分區調控的靜電吸盤 | |
JPH0845863A (ja) | 半導体基板の枚葉式熱処理装置 | |
JPH0590165A (ja) | 気相成長装置 | |
TW201947692A (zh) | 具有加熱機制之晶圓座及包含該晶圓座的反應腔體 | |
JP2021125590A (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
JP2004221138A (ja) | 半導体熱処理方法および装置 | |
CN212128297U (zh) | 辅助加热器、加热装置以及包括该加热装置的cvd设备 | |
JPH06151322A (ja) | 薄膜製造装置用加熱装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060322 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080730 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080801 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090319 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090330 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4288110 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403 Year of fee payment: 5 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |