JPH02291118A - ウェハーの表面及び周囲加熱のための放射熱源を利用したウェハー均一加熱方法及びその装置 - Google Patents
ウェハーの表面及び周囲加熱のための放射熱源を利用したウェハー均一加熱方法及びその装置Info
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- JPH02291118A JPH02291118A JP20090A JP20090A JPH02291118A JP H02291118 A JPH02291118 A JP H02291118A JP 20090 A JP20090 A JP 20090A JP 20090 A JP20090 A JP 20090A JP H02291118 A JPH02291118 A JP H02291118A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、高密度放射熱源を利用した半導体ウェハー均
一加熱及ひウェハー周辺の補助加熱方法及びその装置に
関する。
一加熱及ひウェハー周辺の補助加熱方法及びその装置に
関する。
（従来の技術）
今日の鉄着床（ｉｒｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）
に続く半導体ウェハーの工程においては、ウェハーに不
活性ガス又は活性ガスの内部で急速に加熱する工程を加
え、ウェハーの温度を急速に１０００乃至１４００゜Ｃ
の範囲内」二昇させ、ウェハーを焼きなましし、鉄着床
の間に生じる結晶格子の欠陥に関連する応力を減少させ
ている。同様の加熱ザイクルはシリコン基体の酸化窒化
処理（ＯＸｉｄａｔｉｏｎｎｉｔｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ
）のためにも必要である。
に続く半導体ウェハーの工程においては、ウェハーに不
活性ガス又は活性ガスの内部で急速に加熱する工程を加
え、ウェハーの温度を急速に１０００乃至１４００゜Ｃ
の範囲内」二昇させ、ウェハーを焼きなましし、鉄着床
の間に生じる結晶格子の欠陥に関連する応力を減少させ
ている。同様の加熱ザイクルはシリコン基体の酸化窒化
処理（ＯＸｉｄａｔｉｏｎｎｉｔｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ
）のためにも必要である。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、シリコン単体結晶の半導体ウェハーに急
速な放射加熱処理を加えた場合には、ウェハーの周囲端
付近においては単位面積当たりの放射熱量が均一でない
ために、温度勾配かウェハーの中央部分よりも温度の低
い周囲に近接するウェハ一部分においてウェハー面積を
越えて生じる。このように、温度勾配はウェハーの全面
積にわたって不均一な放射強さ（ｒａｄｉａｌｓｔｒｅ
ｓｓ）を形成する、かかる放射強さは「すべり線（ｓｌ
ｉｐ ｌｉｎｅ）Ｊとして知られているウェハの破断（
ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ）その他の損傷を生じ、極端な場
合には焼歪み（ｗａｒｐａｇｅ）を生じさせる。
速な放射加熱処理を加えた場合には、ウェハーの周囲端
付近においては単位面積当たりの放射熱量が均一でない
ために、温度勾配かウェハーの中央部分よりも温度の低
い周囲に近接するウェハ一部分においてウェハー面積を
越えて生じる。このように、温度勾配はウェハーの全面
積にわたって不均一な放射強さ（ｒａｄｉａｌｓｔｒｅ
ｓｓ）を形成する、かかる放射強さは「すべり線（ｓｌ
ｉｐ ｌｉｎｅ）Ｊとして知られているウェハの破断（
ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ）その他の損傷を生じ、極端な場
合には焼歪み（ｗａｒｐａｇｅ）を生じさせる。
かかる「すべり線」損傷は、ウェハーの表面全体にわた
っての温度をより均一に維持することにより回避可能で
ある。従って、本発明の目的は、放射オーブン（ｒａｄ
ｉａｎｔ ｏｖｅｎ）内で半導体ウェハーを加熱しなが
ら、補助、または副熱源装置をウェハーの周囲部分を加
熱するためにウェハー周囲に配置し、これにより、ウェ
ハーの端部付近からの不均一な熱損失を補い、ウェハー
の表面にわたっての温度を均一化し、「すべり線」形成
を減少させることが可能な装置及ひ方法を提供するにあ
る。
っての温度をより均一に維持することにより回避可能で
ある。従って、本発明の目的は、放射オーブン（ｒａｄ
ｉａｎｔ ｏｖｅｎ）内で半導体ウェハーを加熱しなが
ら、補助、または副熱源装置をウェハーの周囲部分を加
熱するためにウェハー周囲に配置し、これにより、ウェ
ハーの端部付近からの不均一な熱損失を補い、ウェハー
の表面にわたっての温度を均一化し、「すべり線」形成
を減少させることが可能な装置及ひ方法を提供するにあ
る。
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するために、本発明によれば、両面を有
し、放射熱源近傍に配置された半導体ウェハーを等温的
に加熱する方法であって、上記ウェハーの周囲のほぼ周
りにがっ近接してサセプタを配設し、ウェハー及びサセ
プタの寸法より大きな寸法にわたって広がる位置からウ
ェハー及びサセプタの少なくとも一方の面に放射熱フラ
ックスを供給し、さらに、サセプタからウェハーに放射
を向けるべく、ウェハーの厚み以上のサセプタの表面あ
たりからウェハーの周囲に放射熱束を供給する、各段階
からなることを特徴とする方法が提供される。
し、放射熱源近傍に配置された半導体ウェハーを等温的
に加熱する方法であって、上記ウェハーの周囲のほぼ周
りにがっ近接してサセプタを配設し、ウェハー及びサセ
プタの寸法より大きな寸法にわたって広がる位置からウ
ェハー及びサセプタの少なくとも一方の面に放射熱フラ
ックスを供給し、さらに、サセプタからウェハーに放射
を向けるべく、ウェハーの厚み以上のサセプタの表面あ
たりからウェハーの周囲に放射熱束を供給する、各段階
からなることを特徴とする方法が提供される。
さらに、本発明によれば、放射熱束を受けるように配置
された半導体ウエ／’ｔ−を等温的に加熱する装置であ
って、ウェハーの周囲を近接してほぼ取り囲むように配
置され、ウェハーの周囲近傍に配置された内面を有する
内側部分と上記内面に対してほぼ対称的に一体的に形成
された外側フランジ部分とを含み、さらに上記内面の寸
法がウェハーの厚みよりほぼ大きく形成されたサセプタ
手段と、さらに、上記外側フランジ部分画ウェハーに対
してほぼ同一平面上にくるように上記サセプタ手段を支
持する支持手段とからなることを特徴とする装置が提供
される。
された半導体ウエ／’ｔ−を等温的に加熱する装置であ
って、ウェハーの周囲を近接してほぼ取り囲むように配
置され、ウェハーの周囲近傍に配置された内面を有する
内側部分と上記内面に対してほぼ対称的に一体的に形成
された外側フランジ部分とを含み、さらに上記内面の寸
法がウェハーの厚みよりほぼ大きく形成されたサセプタ
手段と、さらに、上記外側フランジ部分画ウェハーに対
してほぼ同一平面上にくるように上記サセプタ手段を支
持する支持手段とからなることを特徴とする装置が提供
される。
さらにまた、本発明によれば、両面を有する半導体ウェ
ハーを加熱する装置であって、上記ウェハーの少なくと
も一方の側からウェハーに放射熱束を供給するように配
置された複数の放射加熱手段と、ウェハーの周囲を近接
してほぼ取り囲むように配置され、ウェハーの周囲近傍
に配置された内面を有する内側部分と上記内面に対して
ほぼ対称的に一体的に形成された外側フランジ部分とを
含み、さらに上記内面の寸法がウェハーの厚みよりほほ
大きく形成されたサセプタ手段と、さらに、上記外側フ
ランジ部分画ウェハーに対してほぼ同一平面上にくるよ
うに上記サセプタ手段を支持する支持手段とからなるこ
とを特徴とする装置が提供される。
ハーを加熱する装置であって、上記ウェハーの少なくと
も一方の側からウェハーに放射熱束を供給するように配
置された複数の放射加熱手段と、ウェハーの周囲を近接
してほぼ取り囲むように配置され、ウェハーの周囲近傍
に配置された内面を有する内側部分と上記内面に対して
ほぼ対称的に一体的に形成された外側フランジ部分とを
含み、さらに上記内面の寸法がウェハーの厚みよりほほ
大きく形成されたサセプタ手段と、さらに、上記外側フ
ランジ部分画ウェハーに対してほぼ同一平面上にくるよ
うに上記サセプタ手段を支持する支持手段とからなるこ
とを特徴とする装置が提供される。
このように、本発明の方法及び装置によれば、サセプタ
リングを半導体ウェハーの周りに正確に配置し、放射オ
ーブン内の補助熱源として用いる。サセプタリングは放
射フラックス内で暖まり、半導体ウェハーの全体にわた
っての温度を均一に維持し、それによって「すべり線」
損傷を減少させることが可能である。
リングを半導体ウェハーの周りに正確に配置し、放射オ
ーブン内の補助熱源として用いる。サセプタリングは放
射フラックス内で暖まり、半導体ウェハーの全体にわた
っての温度を均一に維持し、それによって「すべり線」
損傷を減少させることが可能である。
サセプタリングは略ｒＴＪ字断面形状をしており、内部
に向かって放射熱を加えるべく広い内面を有し、放射熱
はより温度の低いウエハの端部周辺に概ね焦点を向けら
れている。これにより、ウェハ一端部とサセプタリング
の間の放射伝達を効果的に平衡させることができ、急速
に放射加熱の間に半導体ウェハーの温度をより均一にす
ることができる。
に向かって放射熱を加えるべく広い内面を有し、放射熱
はより温度の低いウエハの端部周辺に概ね焦点を向けら
れている。これにより、ウェハ一端部とサセプタリング
の間の放射伝達を効果的に平衡させることができ、急速
に放射加熱の間に半導体ウェハーの温度をより均一にす
ることができる。
（実施例）
第１図及び第２図にそれそれ示される平面図及び側面図
には、半導体ウェハーの周囲に近接して配置されたサセ
プタリング９が示されている。このリング９は、放射オ
ーブン内の不活性または活性気体内でウェハーを放射加
熱する間半導体ウェハーの周囲に配設される。かがる放
射オーブン内で、高密度のフィラメン１・のカス放出ラ
ンプ１１が、第２図に示すように、ウェハーの上下に配
置され、ウェハーはその上下両面を介して１２５０゜Ｃ
イ」近にまで急速に加熱される。
には、半導体ウェハーの周囲に近接して配置されたサセ
プタリング９が示されている。このリング９は、放射オ
ーブン内の不活性または活性気体内でウェハーを放射加
熱する間半導体ウェハーの周囲に配設される。かがる放
射オーブン内で、高密度のフィラメン１・のカス放出ラ
ンプ１１が、第２図に示すように、ウェハーの上下に配
置され、ウェハーはその上下両面を介して１２５０゜Ｃ
イ」近にまで急速に加熱される。
サセプタリング９はグラファイｌ・や、複または単結晶
シリコンまたはタングステンなとの放射吸収材料からな
り、その断面は、第３図に示すようにＩＴＪ字形状をし
ており、化学的不活性及び表面強度を保つためにシリコ
ンカーバイドによって被覆されている。このリング９は
水晶板１３上にピン１２によって支持されており、さら
に溝または間隙７を含み、この間隙を介して好適な位置
決め機構によりリング９内の半導体ウェハーの位置を操
作可能である。例えば、機械アーム（図示せず）を使用
して、リング９内でウェハーを支持するピン１５」二に
ウェハーを下ろし、またウェハーとリングの放射加熱の
前に上記領域から上記アームを引き抜くことが可能であ
る。さらに、空隙７は、ランプ１１により加熱された場
合のリング９の熱膨張による応力を解放するように作用
する。リング９は、第３図に示すように、リングの外側
フランジ部分がウェハーに対して概ね同一平面上に配置
されるように、ビン１２によって支持され、ウェハーと
サセプタリング９の温度条件が概ね同一に保たれる。
シリコンまたはタングステンなとの放射吸収材料からな
り、その断面は、第３図に示すようにＩＴＪ字形状をし
ており、化学的不活性及び表面強度を保つためにシリコ
ンカーバイドによって被覆されている。このリング９は
水晶板１３上にピン１２によって支持されており、さら
に溝または間隙７を含み、この間隙を介して好適な位置
決め機構によりリング９内の半導体ウェハーの位置を操
作可能である。例えば、機械アーム（図示せず）を使用
して、リング９内でウェハーを支持するピン１５」二に
ウェハーを下ろし、またウェハーとリングの放射加熱の
前に上記領域から上記アームを引き抜くことが可能であ
る。さらに、空隙７は、ランプ１１により加熱された場
合のリング９の熱膨張による応力を解放するように作用
する。リング９は、第３図に示すように、リングの外側
フランジ部分がウェハーに対して概ね同一平面上に配置
されるように、ビン１２によって支持され、ウェハーと
サセプタリング９の温度条件が概ね同一に保たれる。
このようにウェハーがリング９内に配置され、リング９
が支持ピン１２及び等間隔に配置された３つの支持ピン
１５のそれぞれにより共通基盤（例えば、水晶板１３）
に関して独立に支持される。このようにして、リング９
はウェハ一端部１９に対して内側が面するリング９の幅
広の内而１７においてウェハーを取り囲む。
が支持ピン１２及び等間隔に配置された３つの支持ピン
１５のそれぞれにより共通基盤（例えば、水晶板１３）
に関して独立に支持される。このようにして、リング９
はウェハ一端部１９に対して内側が面するリング９の幅
広の内而１７においてウェハーを取り囲む。
第３図には、ウェハーの端部１９に近接して配置された
リング９の断面形状が示されている。
リング９の断面形状が示されている。
ウェハーは典型的には００３５インチ（０．８８９セン
チメ−１・ル）の厚さを有しており、リング９の内面１
７の垂直方向ほぼ中央に配置されている。
チメ−１・ル）の厚さを有しており、リング９の内面１
７の垂直方向ほぼ中央に配置されている。
リング９の垂直方向高さは００４５ないし０．０７５イ
ンチ（０．１１４ないし０１９１センチメートル）であ
る。このようにして、リング９の内面１７の表面積はウ
ェハー１９の端部の表面積よりもほほ太きく形成され、
ウェハー１９の端部の内側方向にリング９によって放射
される熱が効果的に方向｛１けられ集中される。
ンチ（０．１１４ないし０１９１センチメートル）であ
る。このようにして、リング９の内面１７の表面積はウ
ェハー１９の端部の表面積よりもほほ太きく形成され、
ウェハー１９の端部の内側方向にリング９によって放射
される熱が効果的に方向｛１けられ集中される。
（作用）
動作時、ウェハー１９を加熱するランプ１１からの放射
はリング９も同時に加熱し、リング９が暖まるにつれ、
リング９もまたウェハー１９の端部に対して放射を行う
。このようにして、リング９の内面１７からの放射は、
イ」加的にウェハー１９をその端部から加熱する。ウェ
ハー全体に対する急速な放射加熱の間にその周囲からウ
ェハー１９を付加的に加熱することにより、ウェハーの
温度をその全表面にわたりほぼ均一に上昇させ、かくし
てウェハーの「すべり線」損傷は概ね減少する。
はリング９も同時に加熱し、リング９が暖まるにつれ、
リング９もまたウェハー１９の端部に対して放射を行う
。このようにして、リング９の内面１７からの放射は、
イ」加的にウェハー１９をその端部から加熱する。ウェ
ハー全体に対する急速な放射加熱の間にその周囲からウ
ェハー１９を付加的に加熱することにより、ウェハーの
温度をその全表面にわたりほぼ均一に上昇させ、かくし
てウェハーの「すべり線」損傷は概ね減少する。
（発明の効果）
以」−のように、本発明よれば、ウェハーの全体にわた
っての温度を均一に維持し、それによって「すべり線」
損傷を減少させることが可能である。また、本発明によ
れば、ウェハ一端部とサセプタリングの間の放射伝達を
効果的に平衡させることができ、急速に放射加熱の間に
半導体ウェハーの温度をより均一にすることがで１ｌ きる。
っての温度を均一に維持し、それによって「すべり線」
損傷を減少させることが可能である。また、本発明によ
れば、ウェハ一端部とサセプタリングの間の放射伝達を
効果的に平衡させることができ、急速に放射加熱の間に
半導体ウェハーの温度をより均一にすることがで１ｌ きる。
第１図は、本発明に基つくサセプタリングの平面図であ
り、 第２図は、第１図のサセプタリングの側面図であり、さ
らに、 第３図は、半導体ウェハーの周囲ク；１シに対する位置
関係を説明する第１図のサセプタリングの断面図を示す
。 ７・・・空隙、９・・・サセプタリング、１１・・ガス
放出ランプ、１２・ビン、１３ 水晶板、１５・・・
ビン、１７・・リングの内面、１９・・・ウェハーの端
部、 ＼Ｌ
り、 第２図は、第１図のサセプタリングの側面図であり、さ
らに、 第３図は、半導体ウェハーの周囲ク；１シに対する位置
関係を説明する第１図のサセプタリングの断面図を示す
。 ７・・・空隙、９・・・サセプタリング、１１・・ガス
放出ランプ、１２・ビン、１３ 水晶板、１５・・・
ビン、１７・・リングの内面、１９・・・ウェハーの端
部、 ＼Ｌ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 両面を有し、放射熱源近傍に配置された半導体ウェ
ハーを等温的に加熱する方法であって、 上記ウェハーの周囲のほぼ周りにかつ近接 してサセプタ（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）を配設し、ウェハ
ー及びサセプタの寸法より大きな寸 法にわたって広がる位置からウェハー及びサセプタの少
なくとも一方の面に放射熱束を供給し、さらに、 サセプタからウェハーに放射を向けるべく、ウェハーの
厚み以上のサセプタの表面あたりからウェハーの周囲に
放射熱束を供給する、各段階からなることを特徴とする
方法。 ２ 上記配設段階において、上記サセプタが外側フラン
ジ部分と内側部分を含み、上記外側部分がウェハーに対
してほぼ同一平面上に支持され、内側フランジはウェハ
ーの両面にほぼ均一に放射が行われるように上記フラン
ジに関し概ね対称的に配置されることを特徴とする、請
求項１に記載の方法。 ３ 上記ウェハーの周囲に放射熱束を供給する段階にお
いて、上記放射熱束が、その周囲においてウェハーの厚
みより広い寸法を有するウェハー近傍にあるサセプタの
表面から供給されることを特徴とする、請求項１に記載
の方法。 ４ 放射熱束を受けるように配置された半導体ウェハー
を等温的に加熱する装置であって、ウェハーの周囲を近
接してほぼ取り囲むよ うに配置され、ウェハーの周囲近傍に配置された内面を
有する内側部分と上記内面に対してほぼ対称的に一体的
に形成された外側フランジ部分とを含み、さらに上記内
面の寸法がウェハーの厚みよりほぼ大きく形成されたサ
セプタ手段と、さらに 上記外側フランジ部分画ウェハーに対して ほぼ同一平面上にくるように上記サセプタ手段を支持す
る支持手段とからなることを特徴とする装置。 ５ 上記サセプタ手段が放射熱束を吸収する材料を含む
ことを特徴とする、請求項４に記載の装置。 ６ 上記サセプタ手段がグラファイトを含み、さらにシ
リコンカーバイドなどが表面に被覆されていることを特
徴とする、請求項４に記載の装置。 ７ 上記内面の寸法がウェハーの厚みの１ないし３倍で
あることを特徴とする、請求項４に記載の装置。 ８ 上記サセプタ手段が複結晶シリコンを含むことを特
徴とする、請求項４に記載の装置。 ９ 上記サセプタ手段が上記内側部分と上記外側フラン
ジ部分とを貫通する間隙を有することを特徴とする、請
求項４に記載の装置。 １０両面を有する半導体ウェハーを加熱する装置であっ
て、 上記ウェハーの少なくとも一方の側からウ ェハーに放射熱束を供給するように配置された複数の放
射加熱手段と、 ウェハーの周囲を近接してほぼ取り囲むよ うに配置され、ウェハーの周囲近傍に配置された内面を
有する内側部分と上記内面に対してほぼ対称的に一体的
に形成された外側フランジ部分とを含み、さらに上記内
面の寸法がウェハーの厚みよりほぼ大きく形成されたサ
セプタ手段と、さらに 上記外側フランジ部分画ウェハーに対して ほぼ同一平面上にくるように上記サセプタ手段を支持す
る支持手段とからなることを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US292411 | 1981-08-13 | ||
| US29241188A | 1988-12-30 | 1988-12-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02291118A true JPH02291118A (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=23124552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20090A Pending JPH02291118A (ja) | 1988-12-30 | 1990-01-04 | ウェハーの表面及び周囲加熱のための放射熱源を利用したウェハー均一加熱方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02291118A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002503884A (ja) * | 1998-02-11 | 2002-02-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 熱処理チャンバ用基板支持体 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593935A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Ushio Inc | 半導体ウエハ−を光照射で加熱する方法 |
| JPS62128525A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体基板のアニ−ル方法 |
| JPS63143814A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Hitachi Ltd | 光加熱処理装置 |
| JPS63273315A (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-10 | Nec Corp | 半導体基板の温度測定方法 |
-
1990
- 1990-01-04 JP JP20090A patent/JPH02291118A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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