JPH05217927A - 半導体ウエハの熱処理装置 - Google Patents
半導体ウエハの熱処理装置Info
- Publication number
- JPH05217927A JPH05217927A JP2224692A JP2224692A JPH05217927A JP H05217927 A JPH05217927 A JP H05217927A JP 2224692 A JP2224692 A JP 2224692A JP 2224692 A JP2224692 A JP 2224692A JP H05217927 A JPH05217927 A JP H05217927A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafer
- lid
- thermocouple
- wafer
- heat treatment
- 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】 （修正有）
【目的】 半導体ウエハの極近傍に熱電対を配置してヒ
ータの出力制御を確実にし、半導体ウエハの均熱加熱を
可能にした半導体ウエハの熱処理装置を提供しようとす
るものである。 【構成】 処理ガス原料を収容する気密容器２と、半導
体ウエハ１３を装着するための支柱を固定した蓋１と、
該気密容器２の周囲に配置したヒータとを有する半導体
ウエハ１３の熱処理装置において、上記蓋１を貫通して
上記支柱に熱電対挿入用開口を設け、該開口に熱電対１
２を挿入したことを特徴とする半導体の熱処理装置であ
る。
ータの出力制御を確実にし、半導体ウエハの均熱加熱を
可能にした半導体ウエハの熱処理装置を提供しようとす
るものである。 【構成】 処理ガス原料を収容する気密容器２と、半導
体ウエハ１３を装着するための支柱を固定した蓋１と、
該気密容器２の周囲に配置したヒータとを有する半導体
ウエハ１３の熱処理装置において、上記蓋１を貫通して
上記支柱に熱電対挿入用開口を設け、該開口に熱電対１
２を挿入したことを特徴とする半導体の熱処理装置であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、即ち、
IV族、III−Ｖ族、II−VI族、又はこれらの混晶からな
る化合物半導体ウエハの熱処理装置に関する。
IV族、III−Ｖ族、II−VI族、又はこれらの混晶からな
る化合物半導体ウエハの熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓ，ＩｎＰ等の高解離圧元素を含
有する化合物半導体ウエハは、高温に曝されるとＡｓ，
Ｐ等が解離を起こし、ウエハ表面が荒れて結晶性を損な
うという問題があった。図２は、これらの解離を抑制す
るための従来装置である。図２の熱処理装置は、円筒容
器２の下端の細管にＡｓ，Ｐ等の高解離圧元素単体６を
収容し、上部に半導体ウエハ１３を支持具３に固定して
収容する。この円筒容器２は下軸７で支持され、ヒータ
４、５からなる加熱炉内に配置する。そして、ヒータ４
の近傍に熱電対１２を配置して熱処理温度を測定し、ヒ
ータ４の熱処理温度を制御する。熱処理操作は、まず、
円筒容器２を収容するチャンバ９を排気口１０から真空
排気した後、不活性ガスを供給口１１から供給し、上軸
８で支持された蓋１を下降させて逆円錐台形の摺り合わ
せ面を接合して密閉する。その後、ヒータ５で高解離圧
元素単体６を加熱して所定の蒸気圧を保持し、ヒータ４
で半導体ウエハ１３を加熱して熱処理を行う。熱処理
後、ヒータ４、５の出力を低下させるか停止して冷却す
る。
有する化合物半導体ウエハは、高温に曝されるとＡｓ，
Ｐ等が解離を起こし、ウエハ表面が荒れて結晶性を損な
うという問題があった。図２は、これらの解離を抑制す
るための従来装置である。図２の熱処理装置は、円筒容
器２の下端の細管にＡｓ，Ｐ等の高解離圧元素単体６を
収容し、上部に半導体ウエハ１３を支持具３に固定して
収容する。この円筒容器２は下軸７で支持され、ヒータ
４、５からなる加熱炉内に配置する。そして、ヒータ４
の近傍に熱電対１２を配置して熱処理温度を測定し、ヒ
ータ４の熱処理温度を制御する。熱処理操作は、まず、
円筒容器２を収容するチャンバ９を排気口１０から真空
排気した後、不活性ガスを供給口１１から供給し、上軸
８で支持された蓋１を下降させて逆円錐台形の摺り合わ
せ面を接合して密閉する。その後、ヒータ５で高解離圧
元素単体６を加熱して所定の蒸気圧を保持し、ヒータ４
で半導体ウエハ１３を加熱して熱処理を行う。熱処理
後、ヒータ４、５の出力を低下させるか停止して冷却す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の熱処理装置で
は、熱処理効率を上げるために、均熱部を充分に長く
し、半導体ウエハを加熱するヒータ４を多数配置するの
が一般的である。しかし、均熱部の両端と中央部に設け
たヒータの出力は同一にならない。そこで、容器外部の
ヒータ近傍に熱電対を配置してヒータの出力を調整す
る。この場合、外部の測定温度で容器内部の設定熱処理
温度を補正することになるが、容器外部は内部とは環境
が異なるため、この補正は極めて厄介である。それ故、
温度測定部位は熱処理される半導体ウエハにできる限り
近い方がよいが、容器内の所定の位置に熱電対を設ける
ことは必ずしも容易でない。本発明は、上記の問題点を
解消し、半導体ウエハの極近傍に熱電対を配置してヒー
タの出力制御を確実にし、半導体ウエハの均熱加熱を可
能にした半導体ウエハの熱処理装置を提供しようとする
ものである。
は、熱処理効率を上げるために、均熱部を充分に長く
し、半導体ウエハを加熱するヒータ４を多数配置するの
が一般的である。しかし、均熱部の両端と中央部に設け
たヒータの出力は同一にならない。そこで、容器外部の
ヒータ近傍に熱電対を配置してヒータの出力を調整す
る。この場合、外部の測定温度で容器内部の設定熱処理
温度を補正することになるが、容器外部は内部とは環境
が異なるため、この補正は極めて厄介である。それ故、
温度測定部位は熱処理される半導体ウエハにできる限り
近い方がよいが、容器内の所定の位置に熱電対を設ける
ことは必ずしも容易でない。本発明は、上記の問題点を
解消し、半導体ウエハの極近傍に熱電対を配置してヒー
タの出力制御を確実にし、半導体ウエハの均熱加熱を可
能にした半導体ウエハの熱処理装置を提供しようとする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、処理ガス原料
を収容する気密容器と、半導体ウエハを装着するための
支柱を固定した蓋と、該気密容器の周囲に配置したヒー
タとを有する半導体ウエハの熱処理装置において、上記
蓋を貫通して上記支柱に熱電対挿入用開口を設け、該開
口に熱電対を挿入したことを特徴とする半導体の熱処理
装置である。
を収容する気密容器と、半導体ウエハを装着するための
支柱を固定した蓋と、該気密容器の周囲に配置したヒー
タとを有する半導体ウエハの熱処理装置において、上記
蓋を貫通して上記支柱に熱電対挿入用開口を設け、該開
口に熱電対を挿入したことを特徴とする半導体の熱処理
装置である。
【０００５】
【作用】図１は、本発明の１具体例である半導体ウエハ
の熱処理装置の部分拡大図である。円筒容器２の蓋部１
の下面には、柱状のウエハ収納治具３が取り付けられて
おり、柱状のウエハ収納治具３には熱電対１２を収容す
る開口が蓋部１を貫通して穿たれいる。熱処理操作は、
まず、半導体ウエハを平置きに柱状のウエハ収納治具３
に装着し、円筒容器２内に揮発性元素金属を置き、円筒
容器２と蓋部１を開いたままチャンバー内全体を所定の
真空度まで排気する。次いで、容器の支持軸又は蓋部１
の昇降軸８を駆動して円筒容器２と蓋部１を当接し、荷
重を加えて密閉する。そして、チャンバー内に窒素又は
アルゴン等の不活性ガスを導入し、チャンバー内圧力が
容器内の揮発性元素の平衡蒸気圧よりも高くなるように
設定する。これによって円筒容器２と蓋部１との接合面
からの揮発性元素蒸気のリークを抑制することができ
る。そして、本発明の特徴である熱電対１２は、蓋部１
及び柱状のウエハ収納治具３に設けた開口に挿入され、
ヒータに通電して半導体ウエハ部分と揮発性元素部分を
設定温度まで昇温する。その際に、熱電対１２を上記開
口内を移動しながら温度を測定するか、予め複数の熱電
対１２を測定位置にそれぞれ配置して同時に温度を測定
し、ヒータの出力を制御する。所定の熱処理時間が終了
した後、ヒータの出力を切って冷却し、チャンバー内を
排気して容器内の圧力と平衡させてから蓋部１を開き、
チャンバー内を大気圧に戻してから半導体ウエハを取り
出す。このように、本発明の熱処理装置は、蓋部を貫通
して柱状のウエハ収納治具に設けた開口に熱電対を配置
したことにより、容器内のウエハに極近い場所で温度を
測定できるので、正確な加熱ヒータの制御を行うことが
でき、充分均熱な加熱ゾーンを形成することができる。
の熱処理装置の部分拡大図である。円筒容器２の蓋部１
の下面には、柱状のウエハ収納治具３が取り付けられて
おり、柱状のウエハ収納治具３には熱電対１２を収容す
る開口が蓋部１を貫通して穿たれいる。熱処理操作は、
まず、半導体ウエハを平置きに柱状のウエハ収納治具３
に装着し、円筒容器２内に揮発性元素金属を置き、円筒
容器２と蓋部１を開いたままチャンバー内全体を所定の
真空度まで排気する。次いで、容器の支持軸又は蓋部１
の昇降軸８を駆動して円筒容器２と蓋部１を当接し、荷
重を加えて密閉する。そして、チャンバー内に窒素又は
アルゴン等の不活性ガスを導入し、チャンバー内圧力が
容器内の揮発性元素の平衡蒸気圧よりも高くなるように
設定する。これによって円筒容器２と蓋部１との接合面
からの揮発性元素蒸気のリークを抑制することができ
る。そして、本発明の特徴である熱電対１２は、蓋部１
及び柱状のウエハ収納治具３に設けた開口に挿入され、
ヒータに通電して半導体ウエハ部分と揮発性元素部分を
設定温度まで昇温する。その際に、熱電対１２を上記開
口内を移動しながら温度を測定するか、予め複数の熱電
対１２を測定位置にそれぞれ配置して同時に温度を測定
し、ヒータの出力を制御する。所定の熱処理時間が終了
した後、ヒータの出力を切って冷却し、チャンバー内を
排気して容器内の圧力と平衡させてから蓋部１を開き、
チャンバー内を大気圧に戻してから半導体ウエハを取り
出す。このように、本発明の熱処理装置は、蓋部を貫通
して柱状のウエハ収納治具に設けた開口に熱電対を配置
したことにより、容器内のウエハに極近い場所で温度を
測定できるので、正確な加熱ヒータの制御を行うことが
でき、充分均熱な加熱ゾーンを形成することができる。
【０００６】
【実施例】鏡面状態まで研磨されたＧａＡｓ４インチウ
エハをカーボン製の平置き皿に設置し、そのまま石英製
の蓋に接続された柱状のウエハ収納治具に収めた。皿を
別途付けたのは、ウエハが均一に加熱され、またウエハ
の一部に荷重が集中しないようにするためである。な
お、ウエハは同一インゴットの隣接部位から切りだされ
たものを使用した。柱状のウエハ収納治具には、その開
口に熱電対を配置した。まず、蓋を開いたままチャンバ
ー全体を約２．７×１０-4Ｐａまで排気した。その後、
容器を支持する昇降台を駆動して蓋と当接し、蓋の軸に
荷重をかけて密着させた。チャンバー内には窒素ガスを
数ａｔａ以上印加した後、ウエハ部のヒータ設定温度を
数百度以上で数時間焼鈍した。その際、金属Ａｓは投入
せず、揮発性金属元素加熱部はウエハ部と同一の設定温
度とした。比較のために、従来装置に準じて、熱電対を
ヒータ近傍に配置して同様に熱処理を行った。冷却後、
それぞれの装置で焼鈍されたウエハの表面を観察する
と、後者の装置で得たウエハは、想定均熱帯中央（ウエ
ハ収納治具中央）に設置されたウエハには、インゴット
成長履歴に起因すると思われるウエハ残留歪によるウエ
ハ周辺から中央に向かって走る＜１１０＞方向の線状欠
陥が多数観察された。これは、均熱帯中央での現実の熱
処理温度が設定温度より高く推移していたためである。
一方、本発明の装置では、線状欠陥は均熱帯全域のウエ
ハでほとんど見られなかった。
エハをカーボン製の平置き皿に設置し、そのまま石英製
の蓋に接続された柱状のウエハ収納治具に収めた。皿を
別途付けたのは、ウエハが均一に加熱され、またウエハ
の一部に荷重が集中しないようにするためである。な
お、ウエハは同一インゴットの隣接部位から切りだされ
たものを使用した。柱状のウエハ収納治具には、その開
口に熱電対を配置した。まず、蓋を開いたままチャンバ
ー全体を約２．７×１０-4Ｐａまで排気した。その後、
容器を支持する昇降台を駆動して蓋と当接し、蓋の軸に
荷重をかけて密着させた。チャンバー内には窒素ガスを
数ａｔａ以上印加した後、ウエハ部のヒータ設定温度を
数百度以上で数時間焼鈍した。その際、金属Ａｓは投入
せず、揮発性金属元素加熱部はウエハ部と同一の設定温
度とした。比較のために、従来装置に準じて、熱電対を
ヒータ近傍に配置して同様に熱処理を行った。冷却後、
それぞれの装置で焼鈍されたウエハの表面を観察する
と、後者の装置で得たウエハは、想定均熱帯中央（ウエ
ハ収納治具中央）に設置されたウエハには、インゴット
成長履歴に起因すると思われるウエハ残留歪によるウエ
ハ周辺から中央に向かって走る＜１１０＞方向の線状欠
陥が多数観察された。これは、均熱帯中央での現実の熱
処理温度が設定温度より高く推移していたためである。
一方、本発明の装置では、線状欠陥は均熱帯全域のウエ
ハでほとんど見られなかった。
【０００７】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、ウエハ近傍の温度を均熱帯全域で測定することが
でき、その結果、複数の加熱ヒータを正確に制御するこ
とが可能となり、半導体ウエハを均一に熱処理すること
ができるようになった。
より、ウエハ近傍の温度を均熱帯全域で測定することが
でき、その結果、複数の加熱ヒータを正確に制御するこ
とが可能となり、半導体ウエハを均一に熱処理すること
ができるようになった。
【図１】本発明の１具体例である熱処理装置の部分拡大
図である。
図である。
【図２】従来の熱処理装置の断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 処理ガス原料を収容する気密容器と、半
導体ウエハを装着するための支柱を固定した蓋と、該気
密容器の周囲に配置したヒータとを有する半導体ウエハ
の熱処理装置において、上記蓋を貫通して上記支柱に熱
電対挿入用開口を設け、該開口に熱電対を挿入したこと
を特徴とする半導体の熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2224692A JPH05217927A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 半導体ウエハの熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2224692A JPH05217927A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 半導体ウエハの熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217927A true JPH05217927A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=12077438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2224692A Pending JPH05217927A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 半導体ウエハの熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05217927A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104576463A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-04-29 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种快速降温热处理系统 |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP2224692A patent/JPH05217927A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104576463A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-04-29 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种快速降温热处理系统 |
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