JPH05160053A - 半導体ウェハーの熱処理方法 - Google Patents
半導体ウェハーの熱処理方法Info
- Publication number
- JPH05160053A JPH05160053A JP3318289A JP31828991A JPH05160053A JP H05160053 A JPH05160053 A JP H05160053A JP 3318289 A JP3318289 A JP 3318289A JP 31828991 A JP31828991 A JP 31828991A JP H05160053 A JPH05160053 A JP H05160053A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- furnace
- control tube
- treated
- semiconductor 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】筒型熱処理炉で半導体ウェハーを熱処理する場
合、初めに炉内に入る部分（前方部）と後から炉内に入
る部分（後方部）とでは加熱量に差があるため、炉内の
熱容量分布を変えることによってその加熱量を均一化す
る。 【構成】シリコンウェハー１とシリコンウェハー１を載
せるボート２とで構成される被熱処理物を覆うと共に炉
芯管５内を被熱処理物とは独立に駆動機８により移動可
能な熱制御管３を有し、被熱処理物をフォーク６に載せ
て駆動機７で炉芯管５に入炉させる際は、被熱処理物の
前方部を熱制御管３で覆って入炉させ、出炉の際は被熱
処理物の後方部を熱制御管３で覆って出炉させることに
よってシリコンウェハー１の加熱量を制御する。
合、初めに炉内に入る部分（前方部）と後から炉内に入
る部分（後方部）とでは加熱量に差があるため、炉内の
熱容量分布を変えることによってその加熱量を均一化す
る。 【構成】シリコンウェハー１とシリコンウェハー１を載
せるボート２とで構成される被熱処理物を覆うと共に炉
芯管５内を被熱処理物とは独立に駆動機８により移動可
能な熱制御管３を有し、被熱処理物をフォーク６に載せ
て駆動機７で炉芯管５に入炉させる際は、被熱処理物の
前方部を熱制御管３で覆って入炉させ、出炉の際は被熱
処理物の後方部を熱制御管３で覆って出炉させることに
よってシリコンウェハー１の加熱量を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は筒型熱処理炉で半導体ウ
ェハーを熱処理する方法に関し、特に半導体ウェハーと
それを載せるボートからなる被熱処理物の加熱量を制御
する熱処理方法に関する。
ェハーを熱処理する方法に関し、特に半導体ウェハーと
それを載せるボートからなる被熱処理物の加熱量を制御
する熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、筒型熱処理炉の中に被熱処理物を
挿入する際、被熱処理物の炉口に初めに差し掛る所（以
後、前方部とする）と後に差し掛る所（以後、後方部と
する）とでは、被熱処理物の熱吸収により炉内の温度が
変わるため、加えられる熱量が異なる。すなわち、前方
部の熱吸収により炉の温度が一時的に下がり、後方部の
加熱量は減少する。また、筒型熱処理炉の場合、炉内で
被熱処理物の向きを変えられないため、挿入および取り
出しの両方を考慮すると前方部は後方部に比べ炉内にあ
る時間が長く熱処理時間が長い。したがって、炉内温度
および処理時間の関係において、前方部の方が後方部に
比べ加熱量が多くなる傾向がある。
挿入する際、被熱処理物の炉口に初めに差し掛る所（以
後、前方部とする）と後に差し掛る所（以後、後方部と
する）とでは、被熱処理物の熱吸収により炉内の温度が
変わるため、加えられる熱量が異なる。すなわち、前方
部の熱吸収により炉の温度が一時的に下がり、後方部の
加熱量は減少する。また、筒型熱処理炉の場合、炉内で
被熱処理物の向きを変えられないため、挿入および取り
出しの両方を考慮すると前方部は後方部に比べ炉内にあ
る時間が長く熱処理時間が長い。したがって、炉内温度
および処理時間の関係において、前方部の方が後方部に
比べ加熱量が多くなる傾向がある。
【０００３】そのため、この問題を解決するために採ら
れた方法として、一つは炉のヒーターを炉口側と奥側と
に分離し、それぞれ別々に目標温度を設定し、加熱量を
制御する方法である。すなわち、後方部が炉口に差し掛
った時に温度が下がっているため、炉口側のヒーターの
目標温度を上げて前方部と後方部の加熱量差を緩和す
る。もう一つの方法として、被熱処理物の挿入および取
り出し中は加熱装置として無視できる温度まで炉内温度
を落す方法がある。すなわち、挿入および取り出し時に
おける前方部と後方部の加熱量差が無視できるため均一
になる。
れた方法として、一つは炉のヒーターを炉口側と奥側と
に分離し、それぞれ別々に目標温度を設定し、加熱量を
制御する方法である。すなわち、後方部が炉口に差し掛
った時に温度が下がっているため、炉口側のヒーターの
目標温度を上げて前方部と後方部の加熱量差を緩和す
る。もう一つの方法として、被熱処理物の挿入および取
り出し中は加熱装置として無視できる温度まで炉内温度
を落す方法がある。すなわち、挿入および取り出し時に
おける前方部と後方部の加熱量差が無視できるため均一
になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法は
次のような欠点がある。
次のような欠点がある。
【０００５】第１の方法においては、入炉中に目標温度
まで上昇させなければならないため、温度上昇の時間が
限られる。したがって目標温度を急変させる必要があ
り、温度が高温度に大きくずれるオーバーシュートが起
こる。それが被熱処理物に悪影響を及ぼす危険性があ
る。
まで上昇させなければならないため、温度上昇の時間が
限られる。したがって目標温度を急変させる必要があ
り、温度が高温度に大きくずれるオーバーシュートが起
こる。それが被熱処理物に悪影響を及ぼす危険性があ
る。
【０００６】もう一つの方法においては、温度上昇、下
降に無駄な時間を要し、また温度上昇、下降中の加熱量
が加わるため、短時間の熱処理の場合、総合的な加熱量
を計算し制御するのに不便である。さらに処理毎の温度
上昇、下降はエネルギーの無駄であり、また処理毎の温
度上昇、下降は装置に負担がかかる。
降に無駄な時間を要し、また温度上昇、下降中の加熱量
が加わるため、短時間の熱処理の場合、総合的な加熱量
を計算し制御するのに不便である。さらに処理毎の温度
上昇、下降はエネルギーの無駄であり、また処理毎の温
度上昇、下降は装置に負担がかかる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の熱処理方法は、
被熱処理物を覆うと共に被熱処理物とは独立に炉内を移
動させることのできる熱制御管を用い、その熱制御管を
被熱処理物の位置に応じて炉内で移動させることによっ
て、半導体ウェハーの加熱量を制御する方法である。
被熱処理物を覆うと共に被熱処理物とは独立に炉内を移
動させることのできる熱制御管を用い、その熱制御管を
被熱処理物の位置に応じて炉内で移動させることによっ
て、半導体ウェハーの加熱量を制御する方法である。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は実施例１の被熱処理物の斜視図、図２は被熱
処理物と共に炉内へ持ち込む物体（以後、熱制御管３と
する）の斜視図である。被熱処理物はシリコンウェハー
１とそれを載せるボート２である。熱制御管３とボート
２の材質は石英である。
る。図１は実施例１の被熱処理物の斜視図、図２は被熱
処理物と共に炉内へ持ち込む物体（以後、熱制御管３と
する）の斜視図である。被熱処理物はシリコンウェハー
１とそれを載せるボート２である。熱制御管３とボート
２の材質は石英である。
【０００９】図３は被熱処理物の入炉前の状態を示した
縦断面図である。被熱処理物はフォーク６で持ち上げら
れ、フォーク６はフォーク駆動機７に固定されていて炉
内外に往復できる。熱制御管３は熱制御管駆動機８に固
定されており、被熱処理物同様、炉内に往復できる。熱
制御管３は予め炉内にあり、十分加熱されている。図４
は図３のＡ−Ａにおいて炉芯管５を輪切りにした断面図
である。炉芯管５の材質は、熱制御管３およびボート２
と同じ石英であり、フォーク６はＳｉＣである。
縦断面図である。被熱処理物はフォーク６で持ち上げら
れ、フォーク６はフォーク駆動機７に固定されていて炉
内外に往復できる。熱制御管３は熱制御管駆動機８に固
定されており、被熱処理物同様、炉内に往復できる。熱
制御管３は予め炉内にあり、十分加熱されている。図４
は図３のＡ−Ａにおいて炉芯管５を輪切りにした断面図
である。炉芯管５の材質は、熱制御管３およびボート２
と同じ石英であり、フォーク６はＳｉＣである。
【００１０】図５（ａ）〜（ｅ）は被熱処理物と熱制御
管３が筒型炉に入る過程を示す縦断面図である。図６は
図５（ａ）のＢ−Ｂにおいて炉芯管５を輪切りにした断
面図である。図５（ａ）に示すように、被熱処理物の前
方部が熱制御管３内に入った時、熱制御管３の熱は被熱
処理物の前方部の加えられる。従って、熱制御管３は熱
を奪われるが炉芯管５の熱はあまり奪われないため、炉
の温度はあまり下がらない。被熱処理物が図５（ａ）の
状態になった時、熱制御管３を被熱処理物と同じ速度で
炉内へ進め、最終的に図５（ｂ）のようになる。
管３が筒型炉に入る過程を示す縦断面図である。図６は
図５（ａ）のＢ−Ｂにおいて炉芯管５を輪切りにした断
面図である。図５（ａ）に示すように、被熱処理物の前
方部が熱制御管３内に入った時、熱制御管３の熱は被熱
処理物の前方部の加えられる。従って、熱制御管３は熱
を奪われるが炉芯管５の熱はあまり奪われないため、炉
の温度はあまり下がらない。被熱処理物が図５（ａ）の
状態になった時、熱制御管３を被熱処理物と同じ速度で
炉内へ進め、最終的に図５（ｂ）のようになる。
【００１１】次に出炉の過程について説明する。被熱処
理物が出炉を開始する前に熱制御管３を図５（ｃ）の位
置に移動し、被熱処理物と同じ速度で図５（ｄ）の位置
まで出炉させる。この間、被熱処理物の後方部は熱制御
管３に覆われているため冷却されにくい。図５（ｄ）の
位置まで来たら、熱制御管を図５（ｅ）の位置に戻し止
める。温度の下がった熱制御管３は今度は被熱処理物の
前方部を覆うため、前方部は早めに冷却されると同時に
炉芯管５からの熱は遮断される。
理物が出炉を開始する前に熱制御管３を図５（ｃ）の位
置に移動し、被熱処理物と同じ速度で図５（ｄ）の位置
まで出炉させる。この間、被熱処理物の後方部は熱制御
管３に覆われているため冷却されにくい。図５（ｄ）の
位置まで来たら、熱制御管を図５（ｅ）の位置に戻し止
める。温度の下がった熱制御管３は今度は被熱処理物の
前方部を覆うため、前方部は早めに冷却されると同時に
炉芯管５からの熱は遮断される。
【００１２】以上、説明したように図５（ａ）〜（ｅ）
の過程の熱制御管３の動作により、被熱処理物の後方部
の加熱量を上げると共に前方部の加熱量を減らすことが
できる。
の過程の熱制御管３の動作により、被熱処理物の後方部
の加熱量を上げると共に前方部の加熱量を減らすことが
できる。
【００１３】図７は本発明の実施例２の被熱処理物の斜
視図である。図８は熱制御管１０の斜視図である。実施
例１同様、被熱処理物はシリコンウェハー１とそれを載
せるボート９であり、ボート９と熱制御管１０の材質は
石英である。
視図である。図８は熱制御管１０の斜視図である。実施
例１同様、被熱処理物はシリコンウェハー１とそれを載
せるボート９であり、ボート９と熱制御管１０の材質は
石英である。
【００１４】図９（ａ）〜（ｃ）は実施例２の動作内容
を示した縦断面図であり、図９（ｂ）のＣ−Ｃ断面図を
図１０に、また図９（ｃ）のＤ−Ｄ断面図を図１１に示
す。図９（ａ）が初期状態であり、被熱処理物がフォー
ク６によって炉内へ運び込まれる。熱制御管１０は予め
炉内に置かれており、十分加熱されている。被熱処理物
が図９（ｂ）の位置にきた時（被熱処理物の前方部が熱
制御管１０の中に入った時）、フォーク６の高さを少し
上げて熱制御管１０を持ち上げる（図１０の状態から図
１１の状態にする）。そして、そのまま炉の内部へ持ち
込む。図９（ｃ）が入炉が完了した状態を示す。出炉の
場合は全く逆の過程となり、図９（ｃ），（ｂ），
（ａ）の順に動かす。
を示した縦断面図であり、図９（ｂ）のＣ−Ｃ断面図を
図１０に、また図９（ｃ）のＤ−Ｄ断面図を図１１に示
す。図９（ａ）が初期状態であり、被熱処理物がフォー
ク６によって炉内へ運び込まれる。熱制御管１０は予め
炉内に置かれており、十分加熱されている。被熱処理物
が図９（ｂ）の位置にきた時（被熱処理物の前方部が熱
制御管１０の中に入った時）、フォーク６の高さを少し
上げて熱制御管１０を持ち上げる（図１０の状態から図
１１の状態にする）。そして、そのまま炉の内部へ持ち
込む。図９（ｃ）が入炉が完了した状態を示す。出炉の
場合は全く逆の過程となり、図９（ｃ），（ｂ），
（ａ）の順に動かす。
【００１５】以上が実施例２の動作である。入炉中の動
作は、実施例１と比べて熱制御管１０の駆動に特別な駆
動機を使わずに被熱処理を使っていっしょに動かす点が
異なっている他は、同じ動作である。出炉中の動作は単
に熱制御管１０を元の位置に戻すことが目的であり、実
施例１のように熱制御は行わない。つまり、この実施例
２では熱制御管１０に駆動機を使わないため、熱制御管
１０の移動の自由度が小さく、駆動機が必要ない分、簡
単に適用できる利点がある。
作は、実施例１と比べて熱制御管１０の駆動に特別な駆
動機を使わずに被熱処理を使っていっしょに動かす点が
異なっている他は、同じ動作である。出炉中の動作は単
に熱制御管１０を元の位置に戻すことが目的であり、実
施例１のように熱制御は行わない。つまり、この実施例
２では熱制御管１０に駆動機を使わないため、熱制御管
１０の移動の自由度が小さく、駆動機が必要ない分、簡
単に適用できる利点がある。
【００１６】図１２にその効果を表わす実施例１の実験
結果を示す。被熱処理物の最前方部と最後方部に熱電対
を取り付け、熱処理全過程の温度変化をモニターした。
グラフの縦軸は温度、横軸は経過時間である。破線は本
発明を適用しない場合であり、実線が適用した場合であ
る。この結果からわかるように、出炉および入炉それぞ
れにおいて、被熱処理物の前方部と後方部の温度の差は
挟められている。なお、実施例２の場合は、入炉中の場
合のみを考慮してあるので、入炉中は実線であるが出炉
中は破線のようになる。
結果を示す。被熱処理物の最前方部と最後方部に熱電対
を取り付け、熱処理全過程の温度変化をモニターした。
グラフの縦軸は温度、横軸は経過時間である。破線は本
発明を適用しない場合であり、実線が適用した場合であ
る。この結果からわかるように、出炉および入炉それぞ
れにおいて、被熱処理物の前方部と後方部の温度の差は
挟められている。なお、実施例２の場合は、入炉中の場
合のみを考慮してあるので、入炉中は実線であるが出炉
中は破線のようになる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、炉内で熱
制御管を移動することにより熱容量分布を変え、被熱処
理物に対する加熱量を制御することができる。その結
果、急激な温度の上昇、下降操作を必要としなくなり、
半導体ウェハーの安定した熱処理が可能となる。
制御管を移動することにより熱容量分布を変え、被熱処
理物に対する加熱量を制御することができる。その結
果、急激な温度の上昇、下降操作を必要としなくなり、
半導体ウェハーの安定した熱処理が可能となる。
【図１】本発明の実施例１に用いる被熱処理物の斜視図
である。
である。
【図２】本発明の実施例１に用いる熱制御管の斜視図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施例１を説明する構成図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施例１の入出炉の過程を示す図で、
同図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ縦断面図である。
同図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ縦断面図である。
【図６】図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の実施例２に用いる被熱処理物の斜視図
である。
である。
【図８】本発明の実施例２に用いる熱制御管の斜視図で
ある。
ある。
【図９】本発明の実施例２の入出炉の過程を示す図で、
同図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ縦断面図である。
同図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ縦断面図である。
【図１０】図９（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】図９（ｃ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図１２】本実施例の効果を示す実験結果のグラフであ
る。
る。
１ シリコンウェハー ２ ボート ３ 熱制御管 ４ ヒーター ５ 炉芯管 ６ フォーク ７ フォーク駆動機 ８ 熱制御管駆動機 ９ ボート １０ 熱制御管
Claims (1)
- 【請求項１】 筒型熱処理炉による半導体ウェハーの熱
処理方法において、半導体ウェハーと半導体ウェハーを
載せるボートとで構成される被熱処理物を覆うと共に前
記熱処理炉内を前記被熱処理物とは独立に移動可能な熱
制御管を有し、前記被熱処理物の入炉時にはこの被熱処
理物の前方部を前記熱制御管で覆って入炉させ、出炉時
には被熱処理物の後方部を熱制御管で覆って出炉させる
ことによって半導体ウェハーの加熱量を制御することを
特徴とする半導体ウェハーの熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3318289A JPH05160053A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 半導体ウェハーの熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3318289A JPH05160053A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 半導体ウェハーの熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160053A true JPH05160053A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18097543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3318289A Pending JPH05160053A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 半導体ウェハーの熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05160053A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012064852A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toyota Motor Corp | 基板の熱処理方法および熱処理装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03185818A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-13 | Hitachi Ltd | 熱処理方法および装置 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP3318289A patent/JPH05160053A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03185818A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-13 | Hitachi Ltd | 熱処理方法および装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012064852A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toyota Motor Corp | 基板の熱処理方法および熱処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19971028 |