JPH07230965A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JPH07230965A JPH07230965A JP4308394A JP4308394A JPH07230965A JP H07230965 A JPH07230965 A JP H07230965A JP 4308394 A JP4308394 A JP 4308394A JP 4308394 A JP4308394 A JP 4308394A JP H07230965 A JPH07230965 A JP H07230965A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対流渦による半導体ウエハの温度ムラの防止
を主たる目的とする。 【構成】 ウエハ支持機構２０は、ウエハ支持体２１の
一端に、溝２４が形成された複数個の保持支柱２２と、
ウエハＷよりも大きく形成され、対向配備された一対の
隣接板２３とを備え、一対の隣接板２３との間でウエハ
Ｗを水平に保持して反応管１１内に挿入するように構成
されている。そして、熱処理部１０に内蔵されたハロゲ
ンランプ１２の輻射熱によって、隣接板２３を透してウ
エハＷが熱処理される。隣接板２３とウエハＷとは近接
しているので、対流渦が抑制される。
を主たる目的とする。 【構成】 ウエハ支持機構２０は、ウエハ支持体２１の
一端に、溝２４が形成された複数個の保持支柱２２と、
ウエハＷよりも大きく形成され、対向配備された一対の
隣接板２３とを備え、一対の隣接板２３との間でウエハ
Ｗを水平に保持して反応管１１内に挿入するように構成
されている。そして、熱処理部１０に内蔵されたハロゲ
ンランプ１２の輻射熱によって、隣接板２３を透してウ
エハＷが熱処理される。隣接板２３とウエハＷとは近接
しているので、対流渦が抑制される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１枚ないし数枚の単位
で半導体ウエハを短時間で熱処理する熱処理装置に係
り、特に反応管内で半導体ウエハを保持する基板支持機
構に関する。
で半導体ウエハを短時間で熱処理する熱処理装置に係
り、特に反応管内で半導体ウエハを保持する基板支持機
構に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの製造においては、半導体ウエハ
（以下、ウエハという）の酸化，拡散，ＣＶＤ等の熱処
理が行われる。特に最近のＬＳＩデバイスの微細化、集
積度の増加に伴い、例えば、ウエハ表面に酸化膜を形成
してレジストを塗布後、酸化膜をエッチングして取り除
く際に、エッチングを精度良く行うこと等のために、均
一な膜厚で極薄膜を形成する技術が要求される。極薄膜
を形成する際、ウエハへの処理温度が、僅かにバラツキ
を生じても膜厚に大きく影響し、均一な膜厚が得られな
くなる。この処理温度のバラツキがＬＳＩの品質を大き
く低下させるおそれがあり、ウエハの全面にわたり均一
な温度分布で加熱処理しなければならない。さらに、ウ
エハの大口径化に伴いより一層温度分布の均一性が要求
される。
（以下、ウエハという）の酸化，拡散，ＣＶＤ等の熱処
理が行われる。特に最近のＬＳＩデバイスの微細化、集
積度の増加に伴い、例えば、ウエハ表面に酸化膜を形成
してレジストを塗布後、酸化膜をエッチングして取り除
く際に、エッチングを精度良く行うこと等のために、均
一な膜厚で極薄膜を形成する技術が要求される。極薄膜
を形成する際、ウエハへの処理温度が、僅かにバラツキ
を生じても膜厚に大きく影響し、均一な膜厚が得られな
くなる。この処理温度のバラツキがＬＳＩの品質を大き
く低下させるおそれがあり、ウエハの全面にわたり均一
な温度分布で加熱処理しなければならない。さらに、ウ
エハの大口径化に伴いより一層温度分布の均一性が要求
される。
【０００３】温度分布の均一性を阻害する要因の１つと
して、ウエハ周縁部から処理空間を形成する金属リフレ
クタへの熱輻射によるウエハ周縁部の温度低下がある。
そこで、従来、ウエハの温度を均一にする１つの手法と
して、均熱リングを用いた装置が提案実施されている。
して、ウエハ周縁部から処理空間を形成する金属リフレ
クタへの熱輻射によるウエハ周縁部の温度低下がある。
そこで、従来、ウエハの温度を均一にする１つの手法と
して、均熱リングを用いた装置が提案実施されている。
【０００４】均熱リングを用いた従来装置を、図１１，
図１２を参照して説明する。図１１は、従来装置の縦断
面図であり、図１２は、ウエハ支持機構１００の斜視図
である。図１１に示すように、図示しない駆動機構によ
って駆動されるウエハ支持機構１００に支持されたウエ
ハＷは、反応管１０１の前端に設けられたウエハＷの挿
入、取り出しを行う開口部１０２から反応管１０１内の
所定位置に挿入される。ウエハ支持機構１００には、扉
１０３が一体に取り付けられ、反応管１０１内にウエハ
Ｗを挿入した状態で、扉１０３によって開口部１０２が
閉塞される。そして、反応管１０１の後端に形成された
処理ガス導入口１０４からＮ2 ，Ｏ2 等の処理ガスが導
入され、反応管１０１を挟んで上下に対向配備された複
数個のハロゲンランプ１０５により反応管１０１内が加
熱される。この反応管１０１内の加熱されたガス雰囲気
中でウエハＷが熱処理され、反応管１０１内を通過した
処理ガスは、開口部１０２の手前上部に設けられた排気
口１０６によって吸引排気される。
図１２を参照して説明する。図１１は、従来装置の縦断
面図であり、図１２は、ウエハ支持機構１００の斜視図
である。図１１に示すように、図示しない駆動機構によ
って駆動されるウエハ支持機構１００に支持されたウエ
ハＷは、反応管１０１の前端に設けられたウエハＷの挿
入、取り出しを行う開口部１０２から反応管１０１内の
所定位置に挿入される。ウエハ支持機構１００には、扉
１０３が一体に取り付けられ、反応管１０１内にウエハ
Ｗを挿入した状態で、扉１０３によって開口部１０２が
閉塞される。そして、反応管１０１の後端に形成された
処理ガス導入口１０４からＮ2 ，Ｏ2 等の処理ガスが導
入され、反応管１０１を挟んで上下に対向配備された複
数個のハロゲンランプ１０５により反応管１０１内が加
熱される。この反応管１０１内の加熱されたガス雰囲気
中でウエハＷが熱処理され、反応管１０１内を通過した
処理ガスは、開口部１０２の手前上部に設けられた排気
口１０６によって吸引排気される。
【０００５】ウエハ支持機構１００は、図１２に示すよ
うに、石英ガラス等で形成されたウエハ支持体１０７に
円状枠１０８が形成され、この円状枠１０８に等間隔に
複数個の爪１０９が取り付けられている。この爪１０９
にウエハＷが水平に安定保持される。また、円状枠１０
８上には、ウエハＷの周端を取り囲むようにＳｉあるい
はＳｉＣ製の均熱リング１１０が配備されている。
うに、石英ガラス等で形成されたウエハ支持体１０７に
円状枠１０８が形成され、この円状枠１０８に等間隔に
複数個の爪１０９が取り付けられている。この爪１０９
にウエハＷが水平に安定保持される。また、円状枠１０
８上には、ウエハＷの周端を取り囲むようにＳｉあるい
はＳｉＣ製の均熱リング１１０が配備されている。
【０００６】上記のように、均熱リング１１０が金属リ
フレクタ１１１とウエハＷの周縁部との間に介在するの
で、ウエハＷの周縁部から金属リフレクタ１１１への直
接的な熱輻射が抑制されてウエハＷの周縁部での温度低
下が抑えられる。
フレクタ１１１とウエハＷの周縁部との間に介在するの
で、ウエハＷの周縁部から金属リフレクタ１１１への直
接的な熱輻射が抑制されてウエハＷの周縁部での温度低
下が抑えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が鋭意検討した結果、上記の従来装置には改善すべき
点が明らかになった。すなわち、温度分布の均一性を阻
害する要因としては、ウエハＷの周縁部から金属リフレ
クタ１１１への熱輻射以外に、ウエハＷと処理ガスとの
温度差に基づく対流渦（図１１参照）による温度ムラが
あることが判明した。上記の従来装置は、対流渦を抑制
していないので、温度分布の均一性を改善する余地があ
る。
者が鋭意検討した結果、上記の従来装置には改善すべき
点が明らかになった。すなわち、温度分布の均一性を阻
害する要因としては、ウエハＷの周縁部から金属リフレ
クタ１１１への熱輻射以外に、ウエハＷと処理ガスとの
温度差に基づく対流渦（図１１参照）による温度ムラが
あることが判明した。上記の従来装置は、対流渦を抑制
していないので、温度分布の均一性を改善する余地があ
る。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、対流渦による半導体ウエハの温度ムラ
の防止を主たる目的とする。
たものであって、対流渦による半導体ウエハの温度ムラ
の防止を主たる目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】先ず、本発明の原理につ
いて、図６ないし図１０を参照して説明する。図６に示
すように、ウエハＷはハロゲンランプの輻射熱によって
温度が上昇するが、処理ガスＧは輻射熱を吸収しづらい
ので温度は低く、このウエハＷの温度Ｔ1 と処理ガスＧ
の温度Ｔ2 との温度差によって対流渦Ｕが発生する。こ
の対流渦Ｕが発生することによって、ウエハＷの温度Ｔ
1 にムラが生じて温度分布の均一性を劣化させる。
いて、図６ないし図１０を参照して説明する。図６に示
すように、ウエハＷはハロゲンランプの輻射熱によって
温度が上昇するが、処理ガスＧは輻射熱を吸収しづらい
ので温度は低く、このウエハＷの温度Ｔ1 と処理ガスＧ
の温度Ｔ2 との温度差によって対流渦Ｕが発生する。こ
の対流渦Ｕが発生することによって、ウエハＷの温度Ｔ
1 にムラが生じて温度分布の均一性を劣化させる。
【００１０】そこで、この対流渦Ｕを発生させないため
に、図７に示すように、平行２面間の流体層の伝熱を考
える。平行面Ｍ１から平行面Ｍ２への伝熱は、輻射、伝
導、及び対流によるものである。層の厚さ（平行面Ｍ１
と平行面Ｍ２との間隔）Ｌは輻射、伝導にはほとんど影
響を及ぼさず、対流に影響を及ぼす。層の厚さＬが薄い
場合は対流はほとんど発生しないで、層の厚さＬが大き
くなるに従って対流が盛んになる。この層の厚さＬと平
行２面間の温度差Δｔとの間には、次式(1) が成り立つ
ことが知られ、Ｒａｙｌｅｉｇｈ数Ｒａの値が1708より
も小さければ対流が起こらないと言われている（参照文
献名：伝熱工学資料改訂第３版、著作兼発行者：社団法
人日本機械学会、発行所：社団法人日本機械学会、発行
日：昭和58年10月20日）。 Ｒａ＝ｇβΔｔＬ3 ／（ａν） ………(1) (1) 式において、ｇは重力加速度、βは流体の体膨張係
数、ａは流体の温度伝導率、νは流体の動粘性係数であ
る。
に、図７に示すように、平行２面間の流体層の伝熱を考
える。平行面Ｍ１から平行面Ｍ２への伝熱は、輻射、伝
導、及び対流によるものである。層の厚さ（平行面Ｍ１
と平行面Ｍ２との間隔）Ｌは輻射、伝導にはほとんど影
響を及ぼさず、対流に影響を及ぼす。層の厚さＬが薄い
場合は対流はほとんど発生しないで、層の厚さＬが大き
くなるに従って対流が盛んになる。この層の厚さＬと平
行２面間の温度差Δｔとの間には、次式(1) が成り立つ
ことが知られ、Ｒａｙｌｅｉｇｈ数Ｒａの値が1708より
も小さければ対流が起こらないと言われている（参照文
献名：伝熱工学資料改訂第３版、著作兼発行者：社団法
人日本機械学会、発行所：社団法人日本機械学会、発行
日：昭和58年10月20日）。 Ｒａ＝ｇβΔｔＬ3 ／（ａν） ………(1) (1) 式において、ｇは重力加速度、βは流体の体膨張係
数、ａは流体の温度伝導率、νは流体の動粘性係数であ
る。
【００１１】(1) 式を用いて、流体が空気層の場合の平
行２面間の温度差Δｔと層の厚さＬとの関係を求めると
図８が得られる。図８において、曲線Ｋの下側の斜線を
引いた領域は対流を発生しない。例えば、平行２面間の
温度差Δｔが300 °Ｃでは平行２面間の間隔Ｌは10mm以
下であれば対流が発生しない。
行２面間の温度差Δｔと層の厚さＬとの関係を求めると
図８が得られる。図８において、曲線Ｋの下側の斜線を
引いた領域は対流を発生しない。例えば、平行２面間の
温度差Δｔが300 °Ｃでは平行２面間の間隔Ｌは10mm以
下であれば対流が発生しない。
【００１２】次に、対流を発生しない間隔Ｌを保ちなが
ら、ウエハＷの周縁部の温度低下を防止することを考え
る。ウエハＷを均一な温度に保つための熱収支（熱の受
け渡し）は、図１１を参照すると、ハロゲンランプ１０
５−ウエハＷ間、ハロゲンランプ１０５−均熱リング１
１０間、均熱リング１１０−ウエハＷ間、ウエハＷ−金
属リフレクタ１１１間、均熱リング１１０−金属リフレ
クタ１１１間など複雑であるが、ここでは、ウエハＷの
周縁部の温度低下に直接影響を及ぼすウエハＷ−金属リ
フレクタ１１１間の熱収支について考えてみる。
ら、ウエハＷの周縁部の温度低下を防止することを考え
る。ウエハＷを均一な温度に保つための熱収支（熱の受
け渡し）は、図１１を参照すると、ハロゲンランプ１０
５−ウエハＷ間、ハロゲンランプ１０５−均熱リング１
１０間、均熱リング１１０−ウエハＷ間、ウエハＷ−金
属リフレクタ１１１間、均熱リング１１０−金属リフレ
クタ１１１間など複雑であるが、ここでは、ウエハＷの
周縁部の温度低下に直接影響を及ぼすウエハＷ−金属リ
フレクタ１１１間の熱収支について考えてみる。
【００１３】図９に示すように、ウエハＷを挟んで一対
の隣接板２３を対向配備し、隣接板２３とウエハＷとの
間隔Ｌを、上記で求められた対流が発生しない領域内の
値にする。さらに、ウエハＷの周端より隣接板２３の周
端が延び出すように、すなわち、隣接板２３の半径Ｒ
を、ウエハＷの半径ｒよりもΔＲだけ大きく形成する。
この状態でのウエハＷの周端部Ｐから金属リフレクタ１
３に流れる損失熱量Ｑは、次式(2) によって求められる
（参照文献名：ギート基礎伝熱工学、訳者：横堀進、久
我 修、発行所：丸善株式会社、発行日：昭和57年2 月
20日）。 Ｑ＝Ａ cosθcos(90°−θ）εσ（Ｔ1 4−Ｔ2 4) ／（πＳ2 ）………(2) (2) 式において、ＡはウエハＷの面積、θは点Ｐと点Ｍ
を結ぶ直線がウエハＷの延長面となす角度、εは放射
率、σはステファン・ボルツマン定数、Ｓは点Ｐと点Ｍ
との距離、πは円周率である。
の隣接板２３を対向配備し、隣接板２３とウエハＷとの
間隔Ｌを、上記で求められた対流が発生しない領域内の
値にする。さらに、ウエハＷの周端より隣接板２３の周
端が延び出すように、すなわち、隣接板２３の半径Ｒ
を、ウエハＷの半径ｒよりもΔＲだけ大きく形成する。
この状態でのウエハＷの周端部Ｐから金属リフレクタ１
３に流れる損失熱量Ｑは、次式(2) によって求められる
（参照文献名：ギート基礎伝熱工学、訳者：横堀進、久
我 修、発行所：丸善株式会社、発行日：昭和57年2 月
20日）。 Ｑ＝Ａ cosθcos(90°−θ）εσ（Ｔ1 4−Ｔ2 4) ／（πＳ2 ）………(2) (2) 式において、ＡはウエハＷの面積、θは点Ｐと点Ｍ
を結ぶ直線がウエハＷの延長面となす角度、εは放射
率、σはステファン・ボルツマン定数、Ｓは点Ｐと点Ｍ
との距離、πは円周率である。
【００１４】損失熱量Ｑを少なくするためには、(2) 式
から明らかなように、角度θが小さい方がよい。つま
り、隣接板２３の半径Ｒを大きくすればよいと考えられ
る。(2) 式を用いてウエハＷの周端部Ｐから金属リフレ
クタ１３への損失熱量Ｑを算出した結果を図１０に示
す。なお、図１０は、８インチ基板の場合のΔＲ（＝Ｒ
−ｒ）をパラメータにしたときのウエハＷの損失熱量Ｑ
を示す。図１２から明らかなように、ΔＲの値が大きく
なるほど損失熱量Ｑが減少している。つまり、ウエハＷ
の周縁部の温度低下が抑制されることがわかる。
から明らかなように、角度θが小さい方がよい。つま
り、隣接板２３の半径Ｒを大きくすればよいと考えられ
る。(2) 式を用いてウエハＷの周端部Ｐから金属リフレ
クタ１３への損失熱量Ｑを算出した結果を図１０に示
す。なお、図１０は、８インチ基板の場合のΔＲ（＝Ｒ
−ｒ）をパラメータにしたときのウエハＷの損失熱量Ｑ
を示す。図１２から明らかなように、ΔＲの値が大きく
なるほど損失熱量Ｑが減少している。つまり、ウエハＷ
の周縁部の温度低下が抑制されることがわかる。
【００１５】以上の知見に基づいて得られた本発明の構
成は以下のとおりである。すなわち、請求項１に記載の
発明は、反応管内で、１枚ないし数枚の半導体ウエハを
ウエハ支持機構により保持し、その状態で熱処理する熱
処理装置において、前記ウエハ支持機構は、少なくとも
前記半導体ウエハと同じ大きさの対向配備された少なく
とも一対の隣接板と、前記両隣接板の間で、前記半導体
ウエハを各隣接板と近接する状態で保持する保持構造と
を備えたものである。
成は以下のとおりである。すなわち、請求項１に記載の
発明は、反応管内で、１枚ないし数枚の半導体ウエハを
ウエハ支持機構により保持し、その状態で熱処理する熱
処理装置において、前記ウエハ支持機構は、少なくとも
前記半導体ウエハと同じ大きさの対向配備された少なく
とも一対の隣接板と、前記両隣接板の間で、前記半導体
ウエハを各隣接板と近接する状態で保持する保持構造と
を備えたものである。
【００１６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の熱処理装置において、前記隣接板の周端は、前
記半導体ウエハの周端よりも外周方向へ延び出している
ものである。
に記載の熱処理装置において、前記隣接板の周端は、前
記半導体ウエハの周端よりも外周方向へ延び出している
ものである。
【００１７】
【作用】本発明の作用は次のとおりである。請求項１に
係る発明の熱処理装置によれば、ウエハ支持機構によっ
て、少なくとも半導体ウエハと同じ大きさに形成され、
対向配備された少なくとも一対の隣接板との間で、半導
体ウエハが保持される。この状態で半導体ウエハが反応
管内に保持されて熱処理される。このとき、ウエハ支持
機構の保持構造によって、半導体ウエハが各隣接板と近
接するように保持されるので、半導体ウエハとその周囲
との温度差による対流渦の発生が阻止される。
係る発明の熱処理装置によれば、ウエハ支持機構によっ
て、少なくとも半導体ウエハと同じ大きさに形成され、
対向配備された少なくとも一対の隣接板との間で、半導
体ウエハが保持される。この状態で半導体ウエハが反応
管内に保持されて熱処理される。このとき、ウエハ支持
機構の保持構造によって、半導体ウエハが各隣接板と近
接するように保持されるので、半導体ウエハとその周囲
との温度差による対流渦の発生が阻止される。
【００１８】また、請求項２に係る発明の熱処理装置に
よれば、対流渦が発生しない状態において、隣接板の周
端が半導体ウエハの周端よりも延び出しているので、半
導体ウエハの周縁部から外部、例えば装置壁面への熱輻
射が隣接板の周縁部に妨げられ、ウエハの周縁部の熱損
失が抑えられる。
よれば、対流渦が発生しない状態において、隣接板の周
端が半導体ウエハの周端よりも延び出しているので、半
導体ウエハの周縁部から外部、例えば装置壁面への熱輻
射が隣接板の周縁部に妨げられ、ウエハの周縁部の熱損
失が抑えられる。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る熱処理装置の
概略構成を示す縦断面図であり、図２は、ウエハ支持機
構２０の構成を示す斜視図である。本実施例の熱処理装
置は、大別して、ウエハＷの酸化、拡散等の熱処理を行
う熱処理部１０と、ウエハＷを保持して熱処理部１０内
へ挿入するウエハ支持機構２０とから構成されている。
明する。図１は、本発明の一実施例に係る熱処理装置の
概略構成を示す縦断面図であり、図２は、ウエハ支持機
構２０の構成を示す斜視図である。本実施例の熱処理装
置は、大別して、ウエハＷの酸化、拡散等の熱処理を行
う熱処理部１０と、ウエハＷを保持して熱処理部１０内
へ挿入するウエハ支持機構２０とから構成されている。
【００２０】熱処理部１０は、その内部に加熱空間を形
成する石英製の反応管１１と、この反応管１１を挟んで
上部と下部とに、輻射熱を放射する複数個のハロゲンラ
ンプ１２と、これらを保持する金属リフレクタ１３とを
備えている。反応管１１は、その両端が突出するように
金属リフレクタ１３に水平に支持されている。また、金
属リフレクタ１３の内側全面には、ハロゲンランプ１２
の輻射熱をウエハＷへ反射するようにＡｕメッキ等が施
された反射板１４が備えられている。なお、ハロゲンラ
ンプ１２は、図示しない温度制御系によって反応管１１
の内部を均一な設定温度に加熱するように制御されてい
る。
成する石英製の反応管１１と、この反応管１１を挟んで
上部と下部とに、輻射熱を放射する複数個のハロゲンラ
ンプ１２と、これらを保持する金属リフレクタ１３とを
備えている。反応管１１は、その両端が突出するように
金属リフレクタ１３に水平に支持されている。また、金
属リフレクタ１３の内側全面には、ハロゲンランプ１２
の輻射熱をウエハＷへ反射するようにＡｕメッキ等が施
された反射板１４が備えられている。なお、ハロゲンラ
ンプ１２は、図示しない温度制御系によって反応管１１
の内部を均一な設定温度に加熱するように制御されてい
る。
【００２１】反応管１１の後端に、ウエハＷの酸化、拡
散等の処理に応じた処理ガスを導入するための処理ガス
導入口１５が設けられ、図示しない処理ガス供給装置に
よって、反応管１１内に処理ガスが導入される。
散等の処理に応じた処理ガスを導入するための処理ガス
導入口１５が設けられ、図示しない処理ガス供給装置に
よって、反応管１１内に処理ガスが導入される。
【００２２】反応管１１の前端は、ウエハ支持機構２０
に支持されたウエハＷを出し入れするため、ウエハＷの
サイズに応じた幅広の開口部１６が形成されている。開
口部１６の手前上部に、図示しない吸引装置に連通接続
された処理ガス排気口１７が配備され、処理ガス導入口
１５から導入された処理ガスを吸引排気する。
に支持されたウエハＷを出し入れするため、ウエハＷの
サイズに応じた幅広の開口部１６が形成されている。開
口部１６の手前上部に、図示しない吸引装置に連通接続
された処理ガス排気口１７が配備され、処理ガス導入口
１５から導入された処理ガスを吸引排気する。
【００２３】ウエハ支持機構２０は、石英ガラス等で形
成されたウエハ支持体２１の一端に、複数個の保持支柱
２２を介して上下に対向配備された一対の隣接板２３が
一体に取り付けられている。なお、隣接板２３は、ハロ
ゲンランプ１２の輻射熱を透過し、かつウエハＷに与え
る汚染の影響を極力少なくするために石英、またはＳｉ
Ｃ等で形成されている。本発明の保持構造に相当する保
持支柱２２は、その内側に複数個の溝２４が形成され、
この溝２４にウエハＷの周端部が嵌め込まれて水平に安
定保持される。保持支柱２２は、ウエハ支持機構２０の
先端側からウエハＷを容易に挿抜できるように配置され
ている。また、ウエハ支持体２１には、扉２５が一体に
取り付けられ、反応管１１内にウエハＷを挿入した状態
で、扉２５によって開口部１６が閉塞される。
成されたウエハ支持体２１の一端に、複数個の保持支柱
２２を介して上下に対向配備された一対の隣接板２３が
一体に取り付けられている。なお、隣接板２３は、ハロ
ゲンランプ１２の輻射熱を透過し、かつウエハＷに与え
る汚染の影響を極力少なくするために石英、またはＳｉ
Ｃ等で形成されている。本発明の保持構造に相当する保
持支柱２２は、その内側に複数個の溝２４が形成され、
この溝２４にウエハＷの周端部が嵌め込まれて水平に安
定保持される。保持支柱２２は、ウエハ支持機構２０の
先端側からウエハＷを容易に挿抜できるように配置され
ている。また、ウエハ支持体２１には、扉２５が一体に
取り付けられ、反応管１１内にウエハＷを挿入した状態
で、扉２５によって開口部１６が閉塞される。
【００２４】保持支柱２２の溝２４の間隔および溝２４
と隣接板２３の間隔Ｌは、上述した対流が発生しない間
隔に設定されている。すなわち、図８に示された曲線Ｋ
より下側の斜線範囲内の間隔Ｌの値に設定されている。
なお、ウエハＷの挿入の容易性を考慮して、間隔Ｌは３
〜１０ｍｍが好ましい。
と隣接板２３の間隔Ｌは、上述した対流が発生しない間
隔に設定されている。すなわち、図８に示された曲線Ｋ
より下側の斜線範囲内の間隔Ｌの値に設定されている。
なお、ウエハＷの挿入の容易性を考慮して、間隔Ｌは３
〜１０ｍｍが好ましい。
【００２５】一対の隣接板２３の周端は、ウエハＷの周
端よりも外周方向へ延び出すように、すなわち、図９に
示されたように、隣接板２３の半径Ｒは、ウエハＷの半
径ｒよりもΔＲだけ大きく形成されている。なお、ΔＲ
は、上述したように大きいほど良いが、ハロゲンランプ
１２による加熱領域等の点で、15〜50mmの範囲が好まし
い。また、隣接板２３の厚みは、熱容量を小さくするた
めに薄いほうが良く、例えば、1.5mm 位が好ましい。
端よりも外周方向へ延び出すように、すなわち、図９に
示されたように、隣接板２３の半径Ｒは、ウエハＷの半
径ｒよりもΔＲだけ大きく形成されている。なお、ΔＲ
は、上述したように大きいほど良いが、ハロゲンランプ
１２による加熱領域等の点で、15〜50mmの範囲が好まし
い。また、隣接板２３の厚みは、熱容量を小さくするた
めに薄いほうが良く、例えば、1.5mm 位が好ましい。
【００２６】上記のような構成により、ウエハＷは、ウ
エハ支持機構２０に安定に保持されて反応管１１内に挿
入される。そして、処理ガス導入口１５から処理ガスが
導入されるとともに、ハロゲンランプ１２の輻射熱によ
って隣接板２３を透してウエハＷが熱処理される。この
際、ウエハ支持機構２０によって、ウエハＷが対流渦を
発生しない間隔Ｌで保持されているので、対流渦による
ウエハＷの温度ムラが抑えられる。さらに、ウエハＷの
周端を取り囲むように隣接板２３が配備されているの
で、ウエハＷの周縁部から金属リフレクタ１３への熱輻
射が抑制され、ウエハＷの周縁部の温度低下が抑えられ
る。その結果、ウエハＷの温度分布を均一にすることが
できる。
エハ支持機構２０に安定に保持されて反応管１１内に挿
入される。そして、処理ガス導入口１５から処理ガスが
導入されるとともに、ハロゲンランプ１２の輻射熱によ
って隣接板２３を透してウエハＷが熱処理される。この
際、ウエハ支持機構２０によって、ウエハＷが対流渦を
発生しない間隔Ｌで保持されているので、対流渦による
ウエハＷの温度ムラが抑えられる。さらに、ウエハＷの
周端を取り囲むように隣接板２３が配備されているの
で、ウエハＷの周縁部から金属リフレクタ１３への熱輻
射が抑制され、ウエハＷの周縁部の温度低下が抑えられ
る。その結果、ウエハＷの温度分布を均一にすることが
できる。
【００２７】次に、その他の実施例のいくつかを説明す
る。上記実施例においては、一対の隣接板２３の間に２
枚のウエハＷを保持するものであったが、２枚に限定さ
れるものではなく、ウエハＷは１枚ないし数枚の単位で
あればよい。例えば、図３に示すように、ウエハ支持機
構２０ａは、各々５つの溝が形成された複数個の保持支
柱２２ａに、５枚のウエハＷを保持するものでもよい。
なお、図中、上述した第１実施例装置と同一符号で示す
部分は、第１実施例装置と同一構成であるので、ここで
の説明は省略する。
る。上記実施例においては、一対の隣接板２３の間に２
枚のウエハＷを保持するものであったが、２枚に限定さ
れるものではなく、ウエハＷは１枚ないし数枚の単位で
あればよい。例えば、図３に示すように、ウエハ支持機
構２０ａは、各々５つの溝が形成された複数個の保持支
柱２２ａに、５枚のウエハＷを保持するものでもよい。
なお、図中、上述した第１実施例装置と同一符号で示す
部分は、第１実施例装置と同一構成であるので、ここで
の説明は省略する。
【００２８】また、上記実施例においては、一対の隣接
板２３の間に、ウエハＷを保持するものであったが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、図４に示すよう
に、ウエハ支持機構２０ｂは、各ウエハＷの間にも隣接
板２３ａを介在させてもよい。すなわち、上下一対の隣
接板２３の間で、保持支柱２２ｂを介在させて隣接板２
３ａとウエハＷとを交互に配置することによって、ウエ
ハＷの周縁部から金属リフレクタ１３への熱輻射が抑制
され、ウエハＷの周縁部の温度低下が押さえられる。
板２３の間に、ウエハＷを保持するものであったが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、図４に示すよう
に、ウエハ支持機構２０ｂは、各ウエハＷの間にも隣接
板２３ａを介在させてもよい。すなわち、上下一対の隣
接板２３の間で、保持支柱２２ｂを介在させて隣接板２
３ａとウエハＷとを交互に配置することによって、ウエ
ハＷの周縁部から金属リフレクタ１３への熱輻射が抑制
され、ウエハＷの周縁部の温度低下が押さえられる。
【００２９】また、ウエハＷの周縁部の熱輻射による熱
損失が問題とならない場合は、図５に示すように、ウエ
ハ支持機構２０ｃの隣接板２３ｃを、ウエハＷと同じ大
きさにし、対流渦の発生を阻止してもよい。
損失が問題とならない場合は、図５に示すように、ウエ
ハ支持機構２０ｃの隣接板２３ｃを、ウエハＷと同じ大
きさにし、対流渦の発生を阻止してもよい。
【００３０】また、上記実施例においては、ウエハ支持
機構２０に隣接板２３を備えたが、本発明はこれに限定
されず、例えば、反応管１１内にウエハ支持機構２０か
ら分離された隣接板２３と保持支柱２２とを配備し、適
宜のウエハ支持機構によって、ウエハＷを反応管１１内
の隣接板２３の間に挿入するようにしてもよい。
機構２０に隣接板２３を備えたが、本発明はこれに限定
されず、例えば、反応管１１内にウエハ支持機構２０か
ら分離された隣接板２３と保持支柱２２とを配備し、適
宜のウエハ支持機構によって、ウエハＷを反応管１１内
の隣接板２３の間に挿入するようにしてもよい。
【００３１】また、上記実施例においては、熱源として
ハロゲンランプを用いたが、これに限定されるものでは
なく、例えば、抵抗体の熱源に替えてもよい。
ハロゲンランプを用いたが、これに限定されるものでは
なく、例えば、抵抗体の熱源に替えてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る発明の熱処理装置によれば、対向配備された隣
接板の間で、半導体ウエハが各隣接板または隣り合った
半導体ウエハと近接する状態で反応管内に保持されるの
で、反応管内に処理ガスを導入して熱処理する場合、半
導体ウエハと処理ガスとの温度差による対流渦の発生が
阻止される。その結果、半導体ウエハの温度ムラをなく
すことができる。
１に係る発明の熱処理装置によれば、対向配備された隣
接板の間で、半導体ウエハが各隣接板または隣り合った
半導体ウエハと近接する状態で反応管内に保持されるの
で、反応管内に処理ガスを導入して熱処理する場合、半
導体ウエハと処理ガスとの温度差による対流渦の発生が
阻止される。その結果、半導体ウエハの温度ムラをなく
すことができる。
【００３３】また、請求項２に係る発明の熱処理装置に
よれば、対流渦による半導体ウエハの温度ムラをなくす
ことができるとともに、隣接板の周端が半導体ウエハの
周端よりも延び出しているので、半導体ウエハの周縁部
からの熱損失を少なくすることができ、半導体ウエハの
温度分布を一層均一にすることができる。
よれば、対流渦による半導体ウエハの温度ムラをなくす
ことができるとともに、隣接板の周端が半導体ウエハの
周端よりも延び出しているので、半導体ウエハの周縁部
からの熱損失を少なくすることができ、半導体ウエハの
温度分布を一層均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る熱処理装置の概略構成
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図２】ウエハ支持機構の構成を示す斜視図である。
【図３】その他の実施例のウエハ支持機構の構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図４】その他の実施例のウエハ支持機構の構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図５】その他の実施例のウエハ支持機構の構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図６】本発明の原理を説明する図である。
【図７】本発明の原理を説明する図である。
【図８】本発明の原理を説明するグラフである。
【図９】本発明の原理を説明する図である。
【図１０】本発明の原理を説明するグラフである。
【図１１】従来装置の熱処理装置の概略構成を示す縦断
面図である。
面図である。
【図１２】従来装置のウエハ支持機構の構成を示す斜視
図である。
図である。
１０ … 熱処理部 ２０ … ウエハ支持機構 ２１ … ウエハ支持体 ２２ … 保持支柱 ２３ … 隣接板 ２４ … 溝 Ｌ … 間隔 Ｑ … 損失熱量 Ｒａ … レイレイ数 ΔＲ … ウエハの半径と隣接板の半径との差
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/26 21/31 21/324 Ｄ
Claims (2)
- 【請求項１】 反応管内で、１枚ないし数枚の半導体ウ
エハをウエハ支持機構により保持し、その状態で熱処理
する熱処理装置において、 前記ウエハ支持機構は、少なくとも前記半導体ウエハと
同じ大きさの対向配備された少なくとも一対の隣接板
と、 前記両隣接板の間で、前記半導体ウエハを各隣接板と近
接する状態で保持する保持構造と、 を備えたことを特徴する熱処理装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の熱処理装置において、 前記隣接板の周端は、前記半導体ウエハの周端よりも外
周方向へ延び出していることを特徴する熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308394A JPH07230965A (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308394A JPH07230965A (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230965A true JPH07230965A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12653951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4308394A Pending JPH07230965A (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07230965A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0982761A1 (de) * | 1998-08-27 | 2000-03-01 | Wacker Siltronic Gesellschaft für Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung für die Wärmebehandlung von Halbleiterplatten |
-
1994
- 1994-02-16 JP JP4308394A patent/JPH07230965A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0982761A1 (de) * | 1998-08-27 | 2000-03-01 | Wacker Siltronic Gesellschaft für Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung für die Wärmebehandlung von Halbleiterplatten |
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