JPH0547689A

JPH0547689A - 熱処理装置

Info

Publication number: JPH0547689A
Application number: JP22969691A
Authority: JP
Inventors: Wataru Okase; 亘大加瀬
Original assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority date: 1991-08-16
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1993-02-26
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP3451097B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】面状の被処理体の全面を均一な温度で急速に
加熱処理することができる熱処理装置を提供することに
ある。【構成】面状の被処理体１の処理面に対向するよう配
置した、複数の直線状発熱体が並列に配置されてなる面
状発熱源２と、前記複数の直線状発熱体を加熱制御する
加熱制御部２５と、前記被処理体と前記面状発熱源とを
相対的に接近させる移動機構５とを備えてなることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハ、
ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の面状の被処理体を熱処
理するための熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造において
は、半導体ウエハの酸化・拡散処理、ＣＶＤ処理等が行
われる。特に、最近においては、０．４μｍから０．２
μｍへと半導体デバイスのデザインルールの微細化が進
み、また、半導体ウエハについても８インチから１２イ
ンチへと大径化が進み、このような大面積の極薄膜形成
技術に対応すべく急速熱処理装置の開発が緊急の課題と
なっている。

【０００３】具体的に説明すると、半導体ウエハのプロ
セス処理では、サーマルバジェット（熱履歴）を小さく
することが必須の条件であり、例えば５０〜１００Åの
ドーピング処理、ゲート酸化膜やキャパシター絶縁膜の
極薄膜形成においては、急速熱処理すなわち短時間で熱
処理を行うことが不可欠である。また、例えばＰＮ接合
を０．１μｍ以下と浅くして、低抵抗化を図り、任意形
状表面への接合形成を可能にするためには、接合時の膜
劣化や結晶欠陥の発生を防止する必要があるが、ＰＮ接
合の活性領域が狭いために急速短時間で熱処理を行うこ
とが必要である。

【０００４】また、例えばＬＯＣＯＳ酸化膜の形成にお
いては、隣接するＬＯＣＯＳ酸化膜の圧縮応力が熱サイ
クルによる相乗効果で拡大し、表面電位の変動、リーク
電流、耐圧等の信頼性の低減が生じやすいが、これを防
止するためには急速熱処理により熱サイクルを低減する
ことが必要である。また、例えば高誘電体材料を使用し
てキャパシター絶縁膜を形成する場合に、メタルオキサ
イド（Ｔａ₂Ｏ₅等）、ポリイミド（パッシベーション
膜）の成膜を可能にするメタル成膜とドーピングができ
る複合プロセス処理が可能なシステムが必要とされるに
至った。

【０００５】そして、半導体ウエハの径が８インチから
１２インチへと大径化しつつある現状においては、半導
体ウエハの中央部と周辺部との温度差を小さくして均一
に急速熱処理ができ、半導体ウエハに生じやすいスリッ
プ、歪、ソリの低減化を図り、半導体デバイスの製作上
不都合が生じないようにする必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の縦型の
バッチ処理型熱処理装置においては、石英製のウエハボ
ートに積層収納された半導体ウエハを取り囲むように筒
状の発熱源を配置して、半導体ウエハの周辺部から中央
部に向かって加熱するようにしているため、半導体ウエ
ハを急速に加熱しようとすると、半導体ウエハの中央部
と周辺部との間に大きな温度勾配が生じて、均一な熱処
理ができない問題があった。そこで、本発明の目的は、
面状の被処理体の全面を均一な温度で急速に加熱処理す
ることができる熱処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の熱処理装置においては、面状の被処理体の
処理面に対向するよう配置した、複数の直線状発熱体が
並列に配置されてなる面状発熱源と、前記複数の直線状
発熱体を加熱制御する加熱制御部と、前記被処理体と前
記面状発熱源とを相対的に接近させる移動機構とを備え
てなる点に特徴を有する。また、面状発熱源の面状の被
処理体と対向する側に均熱部材を配置したことを特徴と
する。また、面状発熱源を構成する各直線状発熱体が汚
染の少ない材料からなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明では、面状の被処理体の処理面に対向す
るよう面状発熱源を配置するので、面状発熱源からの放
射熱が被処理体の全面に垂直に入射するようになる。し
かも、面状発熱源が複数の直線状発熱体を並列に配置し
てなり、この複数の直線状発熱体を加熱制御する加熱制
御部を設けるので、被処理体の全面を高い精度で均一に
加熱処理することができる。また、面状の被処理体と面
状発熱源とを移動機構により急速に相対的に接近させる
ことにより、急速加熱が可能となる。また、面状発熱源
の面状の被処理体と対向する側に均熱部材を配置するこ
とにより、さらに均一な温度で加熱処理することができ
る。また、面状発熱源を構成する各直線状発熱体を汚染
の少ない材料により構成することにより、汚染のない熱
処理を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。なお、以
下の実施例は面状の被処理体として半導体ウエハを使用
した例であるが、本発明においては、半導体ウエハに限
定されることはなく、例えばＬＣＤ等のようにその他の
面状の被処理体を用いることもできる。

【００１０】〔実施例１〕本実施例では、特に、半導体
ウエハの酸化・拡散処理を行う場合に好適な熱処理装置
について説明する。図１は本実施例に係る熱処理装置の
概略図であり、図２および図３は面状発熱源の直線状発
熱体の概略図である。１は面状の被処理体である半導体
ウエハ、２は面状発熱源、２５は加熱制御部、３はウエ
ハ保持具、４は保温材、５は移動機構である。ウエハ保
持具３の周縁部に一体的に形成されている例えば３〜４
個の保持突起３１が半導体ウエハ１の処理面１１とは反
対の裏面に当接し、これにより半導体ウエハ１をウエハ
保持具３上に保持している。このウエハ保持具３は、例
えば高純度炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のように耐熱性が優
れ、かつ、汚染の少ない材料により構成することが好ま
しん。特に、高純度炭化ケイ素（ＳｉＣ）は石英（Ｓｉ
Ｏ₂）よりも耐熱性が優れており、約１２００℃の高温
にも十分に耐えることができるので、酸化・拡散処理用
の材料として好適なものである。

【００１１】面状発熱源２は、半導体ウエハ１の処理面
に対向するよう例えば直上部において保温材４の上部内
壁に固定配置されている。なお、この面状発熱源２は、
図１のように半導体ウエハ１の直上に配置してもよい
し、あるいは半導体ウエハ１の処理面１１を下方にして
その直下に配置してもよい。そして、図２および図３に
示すように、複数の直線状発熱体２１が並列に配列され
て構成されている。２２は保持部材であり、例えば高純
度炭化ケイ素（ＳｉＣ）等により構成されている。同一
方向に伸びる隣接する２本の直線状発熱体については、
電磁力による悪影響を防止する観点から、互いに磁束を
打ち消す方向に電流を流すようにすることが好ましい。
また、直線状発熱体２１の並列配置のピッチは、半導体
ウエハ１の周辺部における放熱を抑制して均一に加熱す
る観点から、面状発熱源２の中央部から周辺部に向かう
に従って粗から密になるようにすることが好ましい。ま
た、同様の観点から、面状発熱源２の中心に対して左右
対称に配列することが好ましい。

【００１２】各直線状発熱体２１には熱電対等からなる
温度センサー２６が設けられており、これらの温度セン
サー２６は加熱制御部２５に接続されている。加熱制御
部２５は、温度センサー２６からの信号に基づいて、各
直線状発熱体２１の温度を独立に制御することができる
ものである。なお、直線状発熱体２１のすべてをまった
く別個独立に温度制御してもよいし、あるいは適宜のも
のを組合せて複数のグループを形成してグループごとに
制御するようにしてもよい。また、温度センサー２６に
より面状発熱源２の各直線状発熱体２１の温度を検出す
る代わりに、放射温度計を用いて半導体ウエハ１の直線
状発熱体２１ごとの温度を直接測定するようにし、この
検出信号に基づいて加熱制御部２５により温度制御を行
ってもよい。

【００１３】直線状発熱体２１は、図４に示すように、
一方向のみならず、縦横に交差する状態に配置してもよ
い。なお、直線状発熱体２１の交差部分は相互に電気的
に絶縁されている。

【００１４】面状発熱源２と半導体ウエハ１との最短離
間距離Ｌは、装置を小型化する観点からは短い方がよい
が、大面積の半導体ウエハ１の全面を均一な温度で加熱
する観点からは長い方がよい。具体的には、両条件をあ
る程度満足し得る距離、例えば５０〜１５０ｍｍ程度と
される。ここで「最短離間距離」とは、半導体ウエハ１
の接近が停止されて静止した状態でプロセス処理される
ときの所定位置から面状発熱源２までの距離をいう。

【００１５】面状発熱源２の各直線状発熱体２１は、例
えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ₂）、炭化ケイ素
（ＳｉＣ）、グラファイト（Ｃ）、鉄（Ｆｅ）とクロム
（Ｃｒ）とアルミニウム（Ａｌ）の合金線であるカンタ
ル（商品名）線等の抵抗発熱体を用いて構成することが
できる。例えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ₂）は、
単線として使用することができ、カンタル線はコイルと
して使用することができる。特に、二ケイ化モリブデン
（ＭｏＳｉ₂）は約１８００℃の高温にも十分に耐える
ことができるので、酸化・拡散処理の材料としては好適
である。特に、汚染の少ない材料としては、高純度炭化
ケイ素（ＳｉＣ）、グラファイト（Ｃ）の表面を炭化ケ
イ素（ＳｉＣ）で被覆したもの等が挙げられる。

【００１６】この面状発熱源２の直線状発熱体２１によ
り構成される発熱面の外径は半導体ウエハ１の外径の２
倍以上であることが好ましい。このような条件を満たす
面状発熱源２によれば、半導体ウエハ１の中央部と周辺
部との間の温度差を十分に小さくすることができ、半導
体ウエハ１の処理面１１の全面をさらに均一な温度で熱
処理することができる。

【００１７】面状発熱源２の発熱面は、半導体ウエハ１
と平行に配置されることが好ましい。また、面状発熱源
２の発熱面は、全体が一様な平面であってもよいし、周
辺部が半導体ウエハ１に接近する方向に湾曲していても
よい。面状発熱源２の温度は、半導体ウエハ１の最高使
用温度よりも１００〜３００℃高いことが好ましい。

【００１８】また、図５に示すように、面状発熱源２と
半導体ウエハ１との間に面状の均熱部材２３を配置する
ようにしてもよい。この均熱部材２３は、面状発熱源２
に発熱ムラが存在する場合にこの発熱ムラを解消して半
導体ウエハ１に向かう放射熱を十分に垂直方向に制御す
るものである。また、均熱部材２３を例えば高純度炭化
ケイ素（ＳｉＣ）等のように汚染の少ない材料により構
成し、さらにこの均熱部材２３により面状発熱源２を処
理空間から完全に隔離することにより、面状発熱源２が
汚染の原因となる重金属を含む材料により構成されてい
る場合にも、当該重金属による汚染を有効に防止するこ
とができる。

【００１９】この均熱部材２３は半導体ウエハ１の処理
面１１に対向するよう配置され、その外径は面状発熱源
２の場合と同様に半導体ウエハ１の外径の２倍以上であ
ることが好ましい。また、この均熱部材２３は、その中
央部の肉厚が周辺部の肉厚より厚いことが好ましい。こ
のような肉厚とすることにより、半導体ウエハ１の周辺
部の熱放散を少なくして中央部と周辺部との間の温度の
均一性をさらに高めることができる。また、この均熱部
材２３は、その周辺部が半導体ウエハ１に接近する方向
に湾曲する形態としてもよい。このような湾曲した周辺
部を有することにより、半導体ウエハ１の周辺部の熱放
散を少なくして中央部と周辺部との温度差を小さくする
ことができる。

【００２０】図１の移動機構５は、ウエハ保持具３を面
状発熱源２に対して急速に接近移動させ、次いで急速に
後退移動させるものであり、モータ５１と、駆動軸５２
と、駆動アーム５３とにより構成されている。モータ５
１は駆動軸５２に連結されていて、モータ５１により駆
動軸５２が回転制御される。駆動軸５２にはネジが設け
られており、このネジを介して駆動アーム５３の一端と
螺合されている。駆動アーム５３の他端は後述するモー
タ６１を介してウエハ保持具３に連結されている。モー
タ５１が駆動軸５２を回転させると、この駆動軸５２に
設けられたネジの作用により駆動アーム５３が上昇また
は下降移動し、この駆動アーム５３の移動に伴ってウエ
ハ保持具３が上昇または下降移動する。従って、モータ
５１の回転を制御回路により制御することにより、ウエ
ハ保持具３の上昇速度または下降速度を適宜調整するこ
とができる。ウエハ保持具３の移動距離は例えば３００
〜６００ｍｍ程度であり、移動速度は５０〜２００ｍｍ
／ｓｅｃ以上の急速とするのが好ましい。

【００２１】図６は、酸化・拡散処理における熱処理モ
ードの一例を示し、面状発熱源２の温度を例えば１３０
０℃の一定温度とした状態で、窒素ガス（Ｎ₂）を流し
ながら、半導体ウエハ１の温度が室温から約５００℃に
到達するように、例えば２００ｍｍ／ｓｅｃの上昇速度
でウエハ保持具１１を上昇移動させる。半導体ウエハ１
の温度が約５００℃に到達したら、さらに半導体ウエハ
１の温度が約１２００℃に到達するように、例えば１０
０ｍｍ／ｓｅｃの上昇速度でウエハ保持具３をさらに上
昇移動させる。半導体ウエハ１の温度が約１２００℃に
到達したら、ウエハ保持具３を当該位置に固定した状態
で、窒素ガスの供給を停止し、次いで酸素ガス（Ｏ₂）
を供給しながら、酸化・拡散処理を行う。酸化・拡散処
理が終了したら、上記の工程を逆の順番で繰返すことに
より、半導体ウエハ１の温度を室温まで冷却する。

【００２２】半導体ウエハ１の酸化・拡散処理中は、回
転機構６により半導体ウエハ１がその中心を軸として回
転移動される。回転機構６において、モータ６１は半導
体ウエハ１をウエハ保持具３と共に回転するものであ
る。

【００２３】図１の保温材４は、例えばアルミナセラミ
ックスからなり、半導体ウエハ１の移動方向に沿って適
正な温度勾配をもたせるために、下部に向かうに従って
肉厚が薄くなっている。すなわち、下部に至るほど保温
効果を少なくしている。保温材４の下端部には、熱処理
の終了後に半導体ウエハ１を急速に冷却するための冷却
手段（図示省略）を設けることが好ましい。冷却手段と
しては、アンモニア、二硫化イオウ、水等の冷媒を用い
ることができる。冷媒の潜熱を利用して例えば３００〜
４００℃の温度に冷却する。保温材４の内径は、半導体
ウエハの温度を考慮して定めることが好ましいが、例え
ば半導体ウエハが８インチの場合には、その２倍の４０
０〜５００ｍｍφ程度が好ましい。

【００２４】図１の７は処理容器であり、例えば石英
（ＳｉＯ₂）等により形成することができる。この処理
容器７は下端に開口を有する筒状の形態を有しており、
ウエハ保持具３および半導体ウエハ１を面状発熱源２お
よび保温材４から隔離して半導体ウエハ１の雰囲気を外
部から分離するものである。

【００２５】図１の８はガス導入管であり、その一端が
処理容器７の下部から外部に突出し、その他端が処理容
器７の内部において上方に伸長して半導体ウエハ１の斜
め上方に位置されている。このガス導入管８は、処理容
器７に対して例えばＯリングをネジにより締め付けるこ
とにより気密に固定されている。

【００２６】図１の９はガス排出管であり、処理容器７
の下部において処理容器７の内外を貫通するように設け
られている。移動機構５によってウエハ保持具３が上昇
し、半導体ウエハ１が完全に処理容器７内に収納された
状態で、処理容器７がすべて密閉された状態となるよう
にしている。ガス導入管８から処理容器７内にプロセス
ガスを導入し、面状発熱源２による放射熱によって処理
容器７内の温度を酸化・拡散処理に必要な所定温度にす
る。処理容器７内の温度は、面状発熱源２からの距離が
一定であれば、一定の温度となるので、半導体ウエハ１
の最高位置（静止位置）をあらかじめ設定しておくこと
により、酸化・拡散処理に必要な所定温度（例えば１２
００℃）とすることができる。半導体ウエハ１は、加熱
下でのプロセスガスの反応により酸化・拡散処理がなさ
れる。

【００２７】このような熱処理装置によれば、面状発熱
源２よりの放射熱が、図７において矢印で示すように、
半導体ウエハ１の処理面（上面）１１にほぼ垂直に向か
うようになるため、半導体ウエハ１の外径が例えば１２
インチと大面積であってもその処理面１１の全体にわた
って均一な温度で加熱することができ、しかも、半導体
ウエハ１と面状発熱源２とを相対的に急速に接近させる
ので急速加熱が可能となる。その結果、半導体ウエハ１
にスリップ、歪、ソリ等が生ぜず、信頼性の高い熱処理
が可能となり、また、最近の半導体デバイスのデザイン
ルールの微細化、半導体ウエハの大径化に対応した急速
熱処理が可能となる。従って、例えば５０〜１００Åの
ドーピング処理、ゲート酸化膜やキャパシター絶縁膜の
極薄膜形成、０．１μｍ以下の浅いＰＮ接合の形成、Ｌ
ＯＣＯＳ酸化膜の形成、高誘電体材料を使用したキャパ
シター絶縁膜の形成等の種々の熱処理において、著しく
優れた効果を発揮する。

【００２８】半導体ウエハ１と面状発熱源２とを相対的
に急速に接近させる場合、面状発熱源２を固定して半導
体ウエハ１を上昇させてもよいし、半導体ウエハ１を固
定配置して面状発熱源２を下降させるようにしてもよ
い。相対的な接近速度は、半導体ウエハ１の処理面１１
の温度の上昇速度が例えば２０℃／ｓｅｃ以上、特に、
１００℃／ｓｅｃ以上となるような速度であることが好
ましい。具体的な接近速度としては、例えば５０〜２０
０ｍｍ／ｓｅｃ以上が好ましい。

【００２９】なお、半導体ウエハ１と面状発熱源２とを
相対的に急速に接近させて当該半導体ウエハ１を加熱す
るに際して、半導体ウエハ１と面状発熱源２との最短離
間距離Ｌの設定値を変更することにより、温度の異なる
複数の熱処理を行うこともできる。すなわち、半導体ウ
エハ１と面状発熱源２との最短離間距離Ｌを変更するこ
とにより、半導体ウエハ１の加熱温度の最高値を所望値
に設定することができるので、例えば温度１２００℃程
度の高温処理や温度５００℃程度の低温処理を適宜選択
して行うことができ、複合プロセス処理が可能となる。

【００３０】〔実施例２〕本実施例では、特に、半導体
ウエハのＣＶＤ処理を行う場合に好適な熱処理装置につ
いて説明する。図８は、当該熱処理装置の概略を示し、
ウエハ保持具３、移動機構５、回転機構６は、図１に示
した実施例１と同様の構成である。面状発熱源２は、そ
の周辺部が半導体ウエハ１に接近する方向に湾曲した形
態を有している。通常半導体ウエハ１の中央部よりも周
辺部が放熱効果が大きいが、このように面状発熱源２の
周辺部を半導体ウエハ１に接近する方向に湾曲させるこ
とにより半導体ウエハ１の周辺部の放熱を抑制すること
ができ、半導体ウエハ１の全面の温度をさらに均一化す
ることができる。保温材４の上部内壁は、面状発熱源２
の湾曲した周辺部を受容し得る形態となっている。

【００３１】処理容器７は、外管７１と内管７２とを備
えた二重管構造になっており、外管７１は、石英（Ｓｉ
Ｏ₂）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端
に開口を有する円筒状の形態である。内管７２は、上端
および下端の両端に開口を有する円筒状の形態を有し、
外管７１内に間隔をおいて同心円状に配置されている。
内管７２の上部開口から上昇したガスは、内管７２と外
管７１との間の間隙を介して系外へ排出されるようにな
っている。外管７１および内管７２の下端開口には、例
えばステンレス等よりなるマニホールド７３が係合さ
れ、このマニホールド７３に外管７１および内管７２が
保持されている。このマニホールド７３は基台（図示省
略）に固定されている。

【００３２】外管７１の下端部およびマニホールド７３
の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジ７１Ａお
よび７３Ａが設けられ、フランジ７１Ａ，７３Ａ間には
弾性部材よりなるＯリング７４が配置され、両者の間が
気密封止されている。内管７２の下端部は、マニホール
ド７３の内壁の中段より内方へ突出させて形成した保持
部７５により保持されている。

【００３３】マニホールド７３の下段の一側には、上方
の熱処理部に向けて屈曲された例えば石英からなる第１
のガス導入管７６がシール部材（図示省略）を介して貫
通しており、処理容器７内に成膜用ガス、例えばジクロ
ルシラン（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂）ガスが供給されるようにな
っている。この第１のガス導入管７６は、ガス供給源
（図示省略）に接続されている。マニホールド７３の下
段の他側には、上方の熱処理部に向けて屈曲された例え
ば石英からなる第２のガス導入管７７がシール部材（図
示省略）を介して貫通しており、処理容器７内に成膜用
ガス、例えばアンモニア（ＮＨ₃）ガスが供給されるよ
うになっている。この第２のガス導入管７７は、ガス供
給源に接続されている。

【００３４】マニホールド７３の上段には、真空ポンプ
（図示省略）等の排気系に接続された排気管７８が接続
されており、内管７２と外管７１との間の間隙を流下す
る処理済ガスを系外に排出し、処理容器７内を所定の圧
力の減圧雰囲気に設定し得るようになっている。マニホ
ールド７３の下端開口部には、例えばステンレス等より
なる円盤状のキャップ部７９が、弾性部材よりなるＯリ
ング８０を介して気密封止可能に着脱自在に取付けられ
ている。

【００３５】このキャップ部７９のほぼ中心部には、例
えば磁気シールにより気密な状態で回転可能な回転軸６
２が貫通している。この回転軸６２はウエハ保持具３の
回転軸であって、その下端部には、これを所定の速度で
もって回転させるためのモータ６１が接続されている。
このモータ６１は、移動機構５の駆動アーム５３に固定
されており、駆動アーム５３の昇降により、キャップ部
７９と回転軸６２とが一体的に昇降して、ウエハ保持具
３をロード、アンロードするようになっている。

【００３６】図８の熱処理装置を用いたＣＶＤ処理の一
例を説明すると、まず、移動機構５によりウエハ保持具
３を下降させてアンロードにする。ウエハ保持具３に１
枚の半導体ウエハ１を保持する。次いで、面状発熱源２
を駆動して発熱させ、ウエハ保持具３の最高位置の雰囲
気を例えば７００℃の均熱状態にする。移動機構５によ
り、ウエハ保持具３を上昇させて処理容器７内にロード
し、処理容器７の内部温度を例えば７００℃に維持す
る。処理容器７内を所定の真空状態まで排気した後、回
転機構６により、ウエハ保持具３を回転させてその上に
保持された半導体ウエハ１を一体的に回転する。

【００３７】同時に、第１のガス導入管７６から成膜用
ガス例えばジクロルシラン（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂）ガスを供
給し、第２のガス導入管７７から成膜用ガス例えばアン
モニア（ＮＨ₃）ガスを供給する。供給された成膜用ガ
スは、処理容器７内を上昇し、半導体ウエハ１の上方か
ら半導体ウエハ１に対して均等に供給される。処理容器
７内は、排気管７８を介して排気され、０．１〜０．５
Ｔｏｒｒの範囲内、例えば０．５Ｔｏｒｒになるように
圧力が制御され、所定時間成膜処理を行う。

【００３８】このようにして成膜処理が終了すると、次
の半導体ウエハの成膜処理に移るべく、処理容器７内の
処理ガスをＮ₂等の不活性ガスと置換するとともに、内
部圧力を常圧まで高め、その後、移動機構５によりウエ
ハ保持具３を下降させて、ウエハ保持具３および処理済
の半導体ウエハ１を処理容器７から取り出す。処理容器
７からアンロードされたウエハ保持具３上の処理済の半
導体ウエハ１は、未処理の半導体ウエハと交換され、再
度前述と同様にして処理容器７内にロードされ、成膜処
理がなされる。

【００３９】〔実施例３〕図８に示した熱処理装置にお
いて、ウエハ保持具３を固定して、面状発熱源２を昇降
させるようにしてもよい。また、処理済の半導体ウエハ
１を取り出す際には、まず、面状発熱源２と保温材４と
外管７１とを上昇させ、次いで、内管７２を上昇させる
ようにすることが好ましい。このようにウエハ保持具３
を固定する場合には、半導体ウエハ１が受ける機械的衝
撃力が少なくなるので、半導体ウエハ１上の薄膜にダメ
ージを与えないようにすることができ、また、マニホー
ルド７３を移動させる必要がないことから、装置の構成
を簡単にすることができる。

【００４０】以上、本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明の熱処理装置は、常圧のプロセス、減圧プロ
セス、真空プロセスのいずれにも適用することができ
る。また、面状の被処理体としては、円型の半導体ウエ
ハに限定されず、ＬＣＤ等角型のその他の面状の被処理
体であってもよい。また、面状発熱源を下方に配置し、
その上方に半導体ウエハを配置するようにしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
面状の被処理体の全面を均一な温度で急速に加熱処理す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る熱処理装置の説明図である。

【図２】面状発熱源の具体的形態の一例を示す横断平面
図である。

【図３】面状発熱源の具体的形態の一例を示す縦断正面
図である。

【図４】面状発熱源の具体的形態の他の例を示す横断平
面図である。

【図５】実施例１の変形例に係る熱処理装置の要部の説
明図である。

【図６】半導体ウエハの酸化・拡散処理における熱処理
モードの一例を示す説明図である。

【図７】面状発熱源による作用効果の説明図である。

【図８】実施例２に係る熱処理装置の説明図である。

【符号の説明】

１半導体ウエハ２面状発
熱源２１直線状発熱体２２保持部
材２３均熱部材２５加熱制
御部２６温度センサー３ウエハ
保持具３１保持突起４保温材５移動機構５１モータ５２駆動軸５３駆動ア
ーム６回転機構６１モータ６２回転軸７処理容
器７１外管７２内管７３マニホールド７１Ａフラン
ジ７３Ａフランジ７４Ｏリン
グ７５保持部７６第１の
ガス導入管７７第２のガス導入管７８排気管７９キャップ部８ガス導
入管８０Ｏリング９ガス排
出管

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｄ 8617−4Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】面状の被処理体の処理面に対向するよう
配置した、複数の直線状発熱体が並列に配置されてなる
面状発熱源と、前記複数の直線状発熱体を加熱制御する加熱制御部と、前記被処理体と前記面状発熱源とを相対的に接近させる
移動機構とを備えてなることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】請求項１の熱処理装置において、面状発
熱源の面状の被処理体と対向する側に均熱部材を配置し
たことを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】請求項１の熱処理装置において、面状発
熱源を構成する各直線状発熱体が汚染の少ない材料から
なることを特徴とする熱処理装置。