JPH01270315A - 半導体ウェーハ熱処理装置 - 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】 〔概要〕 半導体ウェーハ熱処理装置の改良に関し、半導体ウェー
ハの表面温度分布を均一とし、均一な熱処理をなす半導
体ウェーハ熱処理装置を提供することを目的とし、 筒状の熱処理装置本体１と、該筒状の熱処理装置零体１
を囲んで設けられるヒータ２と、底板とともに上下に移
動可能のサセプタ３と、前記熱処理装置本体１の上部に
給気口４と、下部に排気口５とを存する立型半導体ウェ
ーハ熱処理装置において、前記筒状の熱処理装置本体１
には、水平の隔壁６が設けられ、該隔壁６には多数の細
孔が穿設されており、前記サセプタ３は、前記隔壁６に
接近して配設されるように構成されるか、筒状の熱処理
装置本体１１と、該筒状の熱処理装置本体１１を囲んで
設けられるヒータ２と、底板とともに上下に移動可能の
サセプタ３と、前記筒状の熱処理装置本体１１上部には
、ガス分配槽８を気密的に支持する支持手段７が設けら
れ、該支持手段７に支持される分配槽８の上面には給気
口４が設けられ、側面と底面とには、多数の細孔が穿設
されており、前記ガス分配槽８の内部で、ガスが攪拌さ
れて均一な温度にされてから細孔より流出するように構
成する。

〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウェーハ熱処理装置の改良に関する。

特に、縦型の半導体ウェーハ熱処理装置において、熱処
理を均一化するための改良に関する。

〔従来の技術〕

従来技術に係る半導体ウェーハ熱処理装置について、図
面を参照して説明する。

第４図参照 図において、１は筒状の熱処理装置本体であり、２はヒ
ータであり、３は底板とともに上下に移動可能なサセプ
タであり、４はガス給気口であり、５はガス排気口であ
る。

サセプタ３上に半導体ウェーハを載置して上方に移動し
、サセプタと一体に形成されている底板と筒状の熱処理
装置本体ｌの下面とを当接し、ガス供給口４から常温の
窒素等の不活性ガスを供給し、ガス排気口５から排気し
て筒状の熱処理装置本体内部の空気を不活性ガスと置換
し、ヒータ２をもって加熱して半導体ウェーハを熱処理
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

窒素等の不活性ガスを筒状の熱処理装置本体ｌの上部に
設けられたガス給気口４から供給すると、筒状の熱処理
装置本体１内のガス流速は中央部において最も高く、周
辺部にゆくにしたがって低くなる。一般に、供給される
不活性ガスには、経済的理由から常温のガスが使用され
る。このため、流速の高い低温の不活性ガスが吹きつけ
る半導体ウェーハ中心部は外周部よりも冷却され、半導
体ウェーハの面内温度分布は一樺とならず、均一に熱処
理されない。

本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、半導
体ウェーへの表面温度分布を均一とし、均一な熱処理を
なす半導体ウェーハ熱処理装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、下記のいずれの装置によっても達成され
る。

第１の装置は、下記のとおりである。

筒状の熱処理装置本体（１）と、該筒状の熱処理装置本
体（１）を囲んで設けられるヒータ（２）と、底板とと
もに上下に移動可能のサセプタ（３）と、前記熱処理装
置本体（１）の上部に給気口（４）と、下部に排気口（
５）とを有する縦型半導体ウェーハ熱処理装置において
、前記筒状の熱処理装置本体（１）には、水平の隔壁（
６）が設けられ、該隔壁（６）には多数の細孔が穿設さ
れており、前記サセプタ（３）は、前記隔壁（６）に接
近して配設されてなる半導体ウェーハ熱処理装！である
。

第２の装置は、下記のとおりである。

第１の装置において、筒状の熱処理装置本体（１）の隔
壁（６）の下部室は、分割可能とされてなる半導体ウェ
ーハ熱処理装置である。

第３の装置は、下記のとおりである。

筒状の熱処理装置本体（１１）と、該筒状の熱処理装置
本体（１１）を囲んで設けられるヒータ（２）と、底板
とともに上下に移動可能のサセプタ（３）と、前記筒状
の熱処理装置本体（１１）上部には、ガス分配槽（８）
を気密的に支持する支持手段（７）が設けられ、該支持
手段（７）に支持される分配槽（８）の上面には給気口
（４）が設けられ、側面と底面とには、多数の細孔が穿
設されており、前記ガス分配槽（８）の内部で、ガスが
攪拌されて均一な温度にされてから細孔より流出する半
導体ウェーハ熱処理装置である。

（作用〕 第１の方法は、筒状の熱処理装置本体ｌが隔壁６をもっ
て上部室と下部室とに分離され、不活性ガスは一旦隔壁
上部室に送入され、そこで加熱されてから隔壁６に設け
られた細孔を通り、層流となって、下部室に供給される
ので、半導体ウェーハの各領域は、はり同一の温度と同
一の流速とを有する不活性ガスと接触することになる。

このため、半導体ウェーハの全面がはり同一温度に加熱
され、均一な熱処理がなされる。

第２の方法は、隔壁６の下部室を分離可能にしたもので
、筒状の熱処理装置本体を洗滌するときに好都合である
。

第３の方法は、筒状の熱処理装置本体１の上部に分配槽
８が設けられ、不活性ガスは一旦分配槽８内において加
熱撹拌され、均一な温度となってから分配槽８に設けら
れた細孔を通り、はり同一の速度をもって半導体ウェー
ハに供給されるので、半導体ウェーハの面内温度分布は
一様となり、均一な熱処理がなされる。

なお、熱処理された半導体ウェー八を搬出し、新たに熱
処理される半導体ウェーハを搬入する際、筒状の熱処理
装置本体内部は、−旦外気に開放されて冷却されるので
、再び内部を所望の温度まで回復するのに時間がか−る
が、隔壁または分配槽を設けて、隔壁上部室または分配
槽内部に高温のガスを残留させておくことによって、筒
状の熱処理装置本体内部の温度の回復を早めることがで
きる。また、サセプタを高温の隔壁または分配槽に接近
して配設することによって、高温状態の隔壁または分配
槽からの輻射熱を利用して、半導体ウェーへの温度上昇
を早めることができる。

（実施例） 以下、図面を参照しつ一１本発明の三つの実施例に係る
半導体ウェーハ熱処理装置について説明する。

星上斑 第１図参照 ｌは石英等からなる筒状の熱処理装置本体であり、上部
に給気口４と、下部に排気口５とが設けられており、２
はヒータであり、３は底板とともに上下に移動可能なサ
セプタであり、６は筒状の熱処理装置本体１を上部室と
下部室とに分離する多数の細孔を有する隔壁である。

サセプタ３に半導体ウェーハを載置し、上方に移動して
底板と筒状の熱処理装置本体１の底面とを当接し、給気
口４から窒素等の不活性ガスを供給して、排気口５から
排気し、筒状の熱処理装置本体ｌの内部の空気を不活性
ガスに置換してヒータ２をもって加熱する。

不活性ガスは筒状の熱処理装置本体１の上部室内で加熱
され、加熱されたガスは隔壁６に設けられた細孔から下
部室内に層流となって流出し、半導体ウェーへの全面に
、ぼり同一の温度と同一の流速とをもって供給される。

この結果、半導体ウェーハは均一に加熱され、均一に熱
処理される。

熱処理が終わって、サセプタ３を下方に移動して半導体
ウェーハを搬出し、次に熱処理される半導体ウェーハを
搬入するとき、筒状の熱処理装置本体１の下部室内は冷
たい外気に曝されて冷却されるが、隔壁上部室には高温
のガスが残留しているので、再び加熱して筒状の熱処理
装置本体１内の温度を所望の温度まで回復するのに要す
る時間は短縮される。また、サセプタ３を高温に保持さ
れている隔壁に接近して配設すれば、隔壁からの輻射熱
により半導体ウェーハの温度上昇時間が短縮される。

】」１性 第２図参照 第１例において、筒状の熱処理装置本体１の隔壁下部室
を分離可能としたもので、筒状の熱処理装置本体ｌを洗
録するときに有効である。

員１ 第３図参照 １１は筒状の熱処理装置本体であり、下部に排気口が設
けられている。２はヒータであり、３は底板とともに上
下に移動可能のサセプタである。ＦＪ状の熱処理装置本
体１１の上部に設けられた支持手段７によってガス分配
槽８が気密的に保持されており、ガス分配槽８の上部に
は給気口４が設けられ、底面と側面とには多数の細孔が
穿設されている。ガス給気口４から供給される窒素等の
不活性ガスは、分配槽８内で加熱されるとともに、よく
撹拌され、均一な温度となって細孔から筒状の熱処理装
置本体ｌｌ内に流出する。は＼同一の温度と同一の流速
とをもった不活性ガスが半導体ウェー熱され、均一に熱
処理される。なお、半導体ウェーハを入れ替える時には
、分配槽８内に高温のガスが残留しているので、第１例
と同様に、筒状の熱処理装置本体ｌ内の温度回復時間が
短縮される。

〔発明の効果〕

以上説明せるとおり、本発明に係る半導体ウェーハ熱処
理装置においては、筒状の熱処理装置本体に多数の細孔
が穿設された隔壁が設けられ、不活性ガスは一旦隔壁の
上部室に送入され、そこで、加熱されてから細孔を通っ
て隔壁下部室に送入されるか、または筒状の熱処理袋１
本体に底板と側面とに細孔が穿設された分配槽が設けら
れ、不活性ガスは一旦分配槽に送入され、そこで、カロ
熱撹拌されてから細孔を通って筒状の熱処理装置本体内
に送入されるので、半導体ウェーハの各領域には、は−
同一の温度を有する不活性ガスかは一同一の流速をもっ
て供給されることとなり、半導体ウェーへの面内温度分
布が一捧となって、均一な熱処理がなされる。

熱処理された半導体ウェーハを搬出し、新たに熱処理さ
れる半導体ウェーハを搬入する際、筒状の熱処理装置本
体内部が一旦外気に開放されて冷却されるため、熱処理
装置本体内部の温度を再び所望の温度まで回復するのに
時間がか−るが、隔壁または分配槽を設けると、隔壁上
部室または分配槽内部に高温のガスが残留するので、筒
状の熱処理装置本体内部の温度回復が早くなる。また、
サセプタを隔壁または分配槽に接近して配設することに
より、高温の隔壁または分配槽の輻射熱を利用すること
ができるので、半導体ウェーへの熱処理時間を短縮する
のに効果的である。なお、隔壁の下部室を分離可能にす
れば、筒状熱処理装置本体を洗滌するときに好都合であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る半導体ウェーハ熱処理装置の第
１実施例の構造図である。 第２図は、本発明に係る半導体ウェーハ熱処理装置の第
２実施例の構造図である。 第３図は、本発明に係る半導体ウェーハ熱処理装置の第
３実施例の構造図である。 第４図は、従来技術に係る半導体ウェーハ熱処理装置の
構造図である。 ｌ、１１・・・筒状の熱処理装置本体、２・・・ヒータ ３・・・サセプタ、 ４・・・給気口、 ５・・・排気口、 ６・・・隔壁、 ７・・・支持手段、 ８・・・ガス分配槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］筒状の熱処理装置本体（１）と、 該筒状の熱処理装置本体（１）を囲んで設けられるヒー
   タ（２）と、 底板とともに上下に移動可能のサセプタ（３）と、 前記熱処理装置本体（１）の上部に給気口（４）と、下
   部に排気口（５）と を有する縦型半導体ウェーハ熱処理装置において、 前記筒状の熱処理装置本体（１）には、水平の隔壁（６
   ）が設けられ、 該隔壁（６）には多数の細孔が穿設されており、前記サ
   セプタ（３）は、前記隔壁（６）に接近して配設されて
   なる ことを特徴とする半導体ウェーハ熱処理装置。 ［２］筒状の熱処理装置本体（１１）と、 該筒状の熱処理装置本体（１１）を囲んで設けられるヒ
   ータ（２）と、 底板とともに上下に移動可能のサセプタ（３）と、 前記筒状の熱処理装置本体（１１）上部には、ガス分配
   槽（８）を気密的に支持する支持手段（７）が設けられ
   、 該支持手段（７）に支持される分配槽（８）の上面には
   給気口（４）が設けられ、側面と底面とには、多数の細
   孔が穿設されており、 前記ガス分配槽（８）の内部で、ガスが攪拌されて均一
   な温度にされてから細孔より流出することを特徴とする
   半導体ウェーハ熱処理装置。