JPH01179309A - 加熱法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、加熱法に関する。

（従来の技術） 従来、気相成長装置やアニール装置等には、半導体ウェ
ハ等を載置して加熱するｉａ載置台して、耐熱性が高く
熱伝導率の大きな材質例えばカーボン製のｔｉｃ台が用
いられいる。

このような載置台では、載置面を平滑面とし、載置面と
半導体ウェハとの密着性を高めて効率良く加熱が行われ
るよう図られているが、一般に、Ｅ１載置温度の分布は
均一になりにくい為、載置した半導体ウェハの温度分布
の不均一を招き、この温度分布の不均一の結果、不均一
な熱分布による内部応力が半導体ウェハ内に発生して、
半導体ウェハに反りが生じたり、スリップラインと称す
る転移による結晶欠陥が発生したり、気相成長等処理時
の膜厚が不均一になる。

そこで、上記問題を解決するなめ、基板受容部の底面の
形状を凸面とし、この底面の一部に基板を支持する突起
部を設けた載置台が特開昭６２−４３１５号公報に開示
されている。この載置台は、突起部により半導体ウェハ
を載置台から離し、輻射熱により加熱することにより、
半導体ウェハの温度の均一化を図るものである。しかし
ながら、輻射熱により加熱するため半導体ウェハを所望
の設定温度とするのに時間がかかり、また、突起部から
の熱の伝導により、半導体ウェハの温度均一性が悪くな
るという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように従来の載置台では、載置台上に！ｉ２ｒ！
！、された半導体ウェハの温度が不均一となり、このた
め、均一で良好な処理を行うことが困難であるという間
層があった。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、載置面上に載置された被処理基板の温度を均一化する
ことができ、均一で良好な処理を行うことのできる加熱
法を提供しようとするものである。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、被処理基板を加熱板上に設けて均一
加熱するに際し、少なくとも上記被処理基板に接触する
面の温度不均一部分を表面の粗さを変えて加熱板を均一
加熱したことを特徴とする。

（作　用） 一般に、！！載置台熱は、対流、伝導、輻射によって被
処理基板例えば半導体ウェハに伝わるが、このうち対流
で伝わる熱は非常に少なく、はとんどが伝導と輻射であ
る。また、伝導と輻射を較べた場合、伝導では速く、輻
射では緩慢に熱が伝わる。

そこで、本発明の加熱法では、載置面を例えば表面粗さ
２０〜２００μｍの粗面とし、載置面と半導体ウェハと
の接触面積を実質的に減少させることにより、伝導で直
接半導体ウェハに伝わる熱を減少させ、主として輻射に
より半導体ウェハに熱を伝える。したがって、半導体ウ
ェハ用載置台から半導体ウェハに緩慢に熱が伝わり、載
置台の温度が不均一である場合でも、半導体ウェハの温
度を均一化することができる。なお、前述の表面１■さ
とは、表面に形成された微小な凹凸の平均的な深さを表
している。

（実施例） 以下、本発明法を半導体ウェハ用ｍＷ台を用いるＣＶＤ
装置に適用した実施例を図面を参照して説明する。

例えばアルミニウム等から円筒状に形成された容器１の
上部には、容器１の気密性を、保つ如く石英製の窓２が
押板３で容器１に挟装されている。

また、容器１の下方には、複数の赤外線ランプ４が、反
射鏡５により同一平面を集中して加熱する如く設けられ
ている。

この赤外線ランプ４と容器１の対向する容器１の下部に
は、赤外線を気密な容器１内に導入する如く、石英製の
加熱窓６が押板７で容器１に挟装されている。

そして、容Ｐｒ１内部には、半導体ウェハ８を載置する
円柱状の載置台９が設けられている。この載置台９は、
例えば円柱状のカーボン部材表面にＳｉＣのコーティン
グを施して構成されており、その載置面１０は、表面粗
さ２０〜２００μｍ例えば２０μｍの粗面とされている
。なお、一般に、上記カーボン部材の表面粗さは、１０
０μｍ程度であり、この表面にＳＩＣのコーティングを
施すと、表面粗さ２０μｍ程度とすることができる。

また、載置台９は、載置面１０の半導体ウェハ８に対向
する対向面のみを露出し、他の載置面１０及び側面１１
を覆う如く設けられた円筒状断熱部１２を用いて支持さ
れ、加熱ｇ、６を介して赤外線ランプ４で加熱可能に設
置されている。この断熱部１２は、例えば上記対向面以
外の載置面１０の熱の輻射率が半導体ウェハ８と同等で
、側面１１の熱の輻射率が半導体ウェハ８よりも小さく
なる如く構成されている。

さらに、容器１の側壁上部には、処理のための反応ガス
を導入するためのガス導入孔１３が設けられ、容器１の
側壁下部には、容器１内を真空状態にする如く、排気孔
１４が設けられている。そして、容器１には、図示しな
い開閉機構が設けられており、図示しない搬送１１Ｍｔ
ｆｌで半導体ウェハ８を搬入可能に構成されている。

上記構成のＣＶＤ装置は、図示しない制御部によって制
御され、次のようにして半導体ウェハ８の処理を行う。

まず、図示しない開閉機構を開け、図示しない搬送り１
棺で半導体ウェハ８を容器１内に搬入し、載置台９上に
載置する。このとき、容器１内部または外部の図示しな
い機構で予め半導体ウェハ８のセンタおよびオリフラ合
せを行い、所定の位置に半導体ウェハ８を載置する。

そして、図示しない開閉８１梢を閉じて、容器１内を気
密にし、排気孔１４からの排気で容器１内を所望の真空
状態とする。

次に、加熱窓６を介して赤外線ランプ４により、載置台
９を下面から所望の温度例えば５００〜１２００℃程度
に加熱し、半導体ウェハ８を加熱する。

この後、所望の処理温度にした半導体ウェハ８表面に、
ガス導入孔１３よりジシランガス等の反応ガスを導入し
、半導体ウェハ８上にポリシリコンの結晶膜等を成長さ
せる。ここで、窓２を介して紫外線を導入し、半導体ウ
ェハ８上の反応を促進させてもよい。

そして、処理後の半導体ウェハ８は、図示しない開閉機
構と、図示しない搬送機構で容器１より搬出され、処理
は完了する。

上記工程において、複数の赤外線ランプ４および反射５
１５を用いて載置台９を下面から加熱するので、載置台
９裏面をかなり均一に加熱できるが、それでも完全に均
一に加熱できるわけではない。

一般に、！！ｎ台９には、中央部で温度が高く、周辺部
で温度が低くなるような温度勾配が生じる。

しかしながら、この実施例では、載置台９の載置面１０
が、表面■さ２０μｍ程度の粗面とされているので、載
置台９から半導体ウェハ８への熱の伝わり方がある程度
緩慢となり、半導体ウェハ８の温度を均一化することが
できる。

例えば、半導体ウェハ８を６００　”Ｃ近傍の温度に加
熱した場合、載置台９の載置面１０の表面粗さが０．２
μｍであると半導体ウェハ８の温度差は最高３．４２’
Ｃとなるが、表面粗さが１０μｍの場合は２．５３°Ｃ
２表面粗さが２０μｍの場合は１．４６°Ｃ１表面■さ
が１００μｍの場合は０．３°Ｃとなる。なお、必要以
上に表面粗さを粗くすると、部分的な温度不均一が生じ
る可能性があるので、表面粗さは、２０〜２００μｍ程
度とすることが好ましい。

すなわち、この実施例では、載置台９の載置面１０が、
表面粗さ２０μｍ程度の粗面とされているので、載置台
９の温度が不均一であっても、半導体ウェハ８の温度を
均一化することができ、均一で良好な処理を行うことが
できる。半導体ウェハが大きくなると、さらに中央部で
温度分布が高く生ずる場合がある。この場合、中央部の
表面粗さを大きな粗面に制御することにより、均一の制
御が可能となる。

また、載置台９は断熱部１２により、半導体ウェハ８に
対向する対向面以外の′ａ匠皿面１０よび側面１１を覆
われているので、載置台９の温度分布の変化を防止する
ことができる。そして、半導体ウェハ８を連続して処理
する場合の半導体ウェハ８交換時に、載置台９が温度低
下するのを防止できる。つまり、断熱部１２を構成する
上記対向面以外の他の載置面１０を覆う部分の熱の輻射
率を半導体ウェハ８と同等とすることで、！２載置１０
全面から均等に熱が逃げるようになり、５１ｇ面１０の
処理時の温度分布が均一となるから、半導体ウェハ８表
面の成長した結晶の膜均一性が向上する。しかも、断熱
部１２の側面１１を覆う部分の熱の輻射率を半導体ウェ
ハ８よりも小さくなる如く構成しているので、側面１１
からの熱の逃げを防ぎ、載置台９の温度低下を防止でき
る０例えば、本実施例では、処理温度を６００　’Ｃと
すると、半導体ウェハ８の輻射率は約０．１であるので
、断熱部１２の断熱材は、母材を耐熱性のステンレスか
タンタルで梢成し、載置面１０側の表裏面に、プラチナ
等６００　”Ｃ″Ｉｌ″輻射率が約０．１のものをコー
ティングして、側面１１側の表裏面に銀等６００℃で輻
射率が約０．１より低いものをコーティングするとよい
。

なお、上記実施例では、材質がカーボンで、この表面に
ＳｉＣのコーディングを施した載置台９について説明し
たが、耐熱性が高く熱伝導率の大きな材質であれば他の
ものを使用してもよいことはもちろんである。

また、上記実施例では、本発明法をＣＶＤ装置に適用し
た実施例について説明したが、例えば工ピタキシャル装
置、アニール装置、酸化膜形成装置等、半導体ウェハを
載こし、加熱して処理する装置であれば、どのような装
置にでも適用できる。

［発明の効果］ 上述のように、本発明の加熱法では、載置面上に載置さ
れた半導体ウェハの温度を均一化することができ、均一
で良好な処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を半導体ウェハ用載置台を用いるＣＶ
Ｄ装置に適用した実施例を示す構成図である。 １・・・・・・容器、４・・・・・・赤外線ランプ、８
・・・・・・半導体ウェハ、９・・・・・・載置台、１
０・・・・・・載置面。 出願人　　東京エレクトロン株式会社 代理人　弁理士　　須　山　佐　− → 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理基板を加熱板上に設けて均一加熱するに際
   し、少なくとも上記被処理基板に接触する面の温度不均
   一部分を表面の粗さを変えて加熱板を均一加熱したこと
   を特徴とする加熱法。
2. （２）表面粗さは２０〜２００μｍであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の加熱法。
3. （３）被処理基板は半導体ウェハであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の加熱法。