JPH07254591A - 熱処理装置 - Google Patents
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- JPH07254591A JPH07254591A JP6044608A JP4460894A JPH07254591A JP H07254591 A JPH07254591 A JP H07254591A JP 6044608 A JP6044608 A JP 6044608A JP 4460894 A JP4460894 A JP 4460894A JP H07254591 A JPH07254591 A JP H07254591A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0431—Apparatus for thermal treatment
- H10P72/0434—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/12—Substrate holders or susceptors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/10—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP]
- H10P72/12—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
- H10P72/127—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterised by the substrate support
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 所定のガスが導入される加熱室と、この加熱
室の周囲に設置され昇温及び降温が可能な加熱ヒータ
と、加熱室内に配置された複数の被熱処理基体を相互に
平行に支持する治具と、複数の被熱処理基体間に挿入さ
れ、昇温時に加熱ヒータの熱輻射を受けかつこの熱輻射
により吸収した熱を被熱処理基体中央部に伝達し、降温
時には被熱処理基体中央部より熱を吸収しかつ被熱処理
基体周囲に放射する熱伝導部材を具備することを特徴と
する熱処理装置。 【効果】 本発明を用いると、一度に処理する被熱処理
基体枚数の低下を生じず、遅延時間の増大も生じず、同
時に被熱処理基体の面内温度分布を均一にすることを可
能とした熱処理装置を提供できる。
室の周囲に設置され昇温及び降温が可能な加熱ヒータ
と、加熱室内に配置された複数の被熱処理基体を相互に
平行に支持する治具と、複数の被熱処理基体間に挿入さ
れ、昇温時に加熱ヒータの熱輻射を受けかつこの熱輻射
により吸収した熱を被熱処理基体中央部に伝達し、降温
時には被熱処理基体中央部より熱を吸収しかつ被熱処理
基体周囲に放射する熱伝導部材を具備することを特徴と
する熱処理装置。 【効果】 本発明を用いると、一度に処理する被熱処理
基体枚数の低下を生じず、遅延時間の増大も生じず、同
時に被熱処理基体の面内温度分布を均一にすることを可
能とした熱処理装置を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウェハやガラス基
板等に熱処理を施すための熱処理装置に関する。
板等に熱処理を施すための熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体ウェハやガラス基板等に対
し、拡散層を形成したり、シリコン酸化膜やシリコン窒
素化膜等を形成するには、各種の熱処理装置が用いられ
てきた。これらの装置は一般に、反応容器（加熱室）内
に収納した被熱処理基体を加熱するとともに、該容器内
に不活性ガスもしくは反応性ガスを導入することによ
り、所定の熱処理が行われる。
し、拡散層を形成したり、シリコン酸化膜やシリコン窒
素化膜等を形成するには、各種の熱処理装置が用いられ
てきた。これらの装置は一般に、反応容器（加熱室）内
に収納した被熱処理基体を加熱するとともに、該容器内
に不活性ガスもしくは反応性ガスを導入することによ
り、所定の熱処理が行われる。
【０００３】熱処理装置として要求される性能として
は、 (1) 形成される拡散層の抵抗や深さ、シリコン酸化膜、
シリコン窒化膜等の膜厚がウェハ面内及びウェハ間で均
一で、かつ再現性が高いこと。 (2) 温度差による熱歪みでウェハにスリップが発生した
り反ったりしないこと。 (3) 操作１回当たりに大量枚数のウェハが処理できるこ
と。 (4) 操作１回当たりの処理時間が短いこと。 (5) 被熱処理基体を容器内に出し入れする際に空気が同
時に混入し、この空気に起因して被熱処理基体表面に酸
化膜が成長しないこと。 等である。
は、 (1) 形成される拡散層の抵抗や深さ、シリコン酸化膜、
シリコン窒化膜等の膜厚がウェハ面内及びウェハ間で均
一で、かつ再現性が高いこと。 (2) 温度差による熱歪みでウェハにスリップが発生した
り反ったりしないこと。 (3) 操作１回当たりに大量枚数のウェハが処理できるこ
と。 (4) 操作１回当たりの処理時間が短いこと。 (5) 被熱処理基体を容器内に出し入れする際に空気が同
時に混入し、この空気に起因して被熱処理基体表面に酸
化膜が成長しないこと。 等である。
【０００４】従来、半導体集積回路に対して、１０００
℃近い高温下で酸化等の熱処理をする工程では、温度の
均一性を高めるためにヒータ周辺に断熱材を設けたり、
ヒータとプロセスチューブの間に炭化珪素等の均熱管を
設けたりしている。このような半導体熱処理装置を用い
て高温の熱処理を施すに当たり、半導体ウェハを容器内
に出し入れする際に空気が同時に混入し、制御されない
雰囲気中で酸化膜が形成され、高温での熱処理によって
形成される膜や拡散層の均一性が低下したり、膜室の低
下をもたらしたりする。これらを防止するには、半導体
ウェハを容器内に挿入する時の温度を低くし、窒素、ア
ルゴンもしくは酸素等の純度の高いガスで混入空気を追
い出した後に昇温し、熱処理後は降温した後に取り出す
方法がとられている。
℃近い高温下で酸化等の熱処理をする工程では、温度の
均一性を高めるためにヒータ周辺に断熱材を設けたり、
ヒータとプロセスチューブの間に炭化珪素等の均熱管を
設けたりしている。このような半導体熱処理装置を用い
て高温の熱処理を施すに当たり、半導体ウェハを容器内
に出し入れする際に空気が同時に混入し、制御されない
雰囲気中で酸化膜が形成され、高温での熱処理によって
形成される膜や拡散層の均一性が低下したり、膜室の低
下をもたらしたりする。これらを防止するには、半導体
ウェハを容器内に挿入する時の温度を低くし、窒素、ア
ルゴンもしくは酸素等の純度の高いガスで混入空気を追
い出した後に昇温し、熱処理後は降温した後に取り出す
方法がとられている。
【０００５】そのため、加熱源の熱容量が大きい熱処理
装置を用いると、所望の温度での酸化や熱処理以外に前
後の昇降温に時間がかかり、生産性の低下を招いたり、
不純物拡散層の深さを浅く保つことができない等の問題
がある。また、酸化や熱処理を施した後、容器から急速
に取り出して冷却しようとすると、半導体ウェハ面内に
大きな温度差が生じ、スリップが発生したり、反って変
形したりするという問題がある。これは、多くの場合半
導体ウェハ面内の径方向の温度差に起因している。
装置を用いると、所望の温度での酸化や熱処理以外に前
後の昇降温に時間がかかり、生産性の低下を招いたり、
不純物拡散層の深さを浅く保つことができない等の問題
がある。また、酸化や熱処理を施した後、容器から急速
に取り出して冷却しようとすると、半導体ウェハ面内に
大きな温度差が生じ、スリップが発生したり、反って変
形したりするという問題がある。これは、多くの場合半
導体ウェハ面内の径方向の温度差に起因している。
【０００６】また、加熱ヒータに対して垂直に複数枚の
被熱処理基体を設置する場合、昇温温度をより高めよう
とヒータの加熱速度を大きくすると、加熱は原理的に加
熱ヒータから放射された熱線を被処理基体が吸収してな
されるが、互いに平行に設置された複数枚の被処理基体
が互いに影をつくるため昇降温時にこの被処理基体の周
辺の温度差が中央部よりも速くなり、被処理基体の径方
向の温度分布を均一にすることは困難であった。この様
子を図１１に示す。１２は半導体ウェハ、１４は加熱ヒ
ータであり、半径ｒのウェハにつき、中心よりｘ離れた
部位を加熱する実効的な加熱ヒータの領域Ｃを示してい
る。断面図により観察した場合、半導体ウェハ１２の平
面方向に延長した線と加熱ヒータ１４の側面との交点Ｒ
より上下に一定方向の領域のみが実効的な加熱ヒータの
領域として作用する。この領域は、中心部に行くほど狭
くなり、周辺部に行くほど広くなる。これが、半導体ウ
ェハすなわち被熱処理基体の径方向の温度分布の不均一
性の原因であった。
被熱処理基体を設置する場合、昇温温度をより高めよう
とヒータの加熱速度を大きくすると、加熱は原理的に加
熱ヒータから放射された熱線を被処理基体が吸収してな
されるが、互いに平行に設置された複数枚の被処理基体
が互いに影をつくるため昇降温時にこの被処理基体の周
辺の温度差が中央部よりも速くなり、被処理基体の径方
向の温度分布を均一にすることは困難であった。この様
子を図１１に示す。１２は半導体ウェハ、１４は加熱ヒ
ータであり、半径ｒのウェハにつき、中心よりｘ離れた
部位を加熱する実効的な加熱ヒータの領域Ｃを示してい
る。断面図により観察した場合、半導体ウェハ１２の平
面方向に延長した線と加熱ヒータ１４の側面との交点Ｒ
より上下に一定方向の領域のみが実効的な加熱ヒータの
領域として作用する。この領域は、中心部に行くほど狭
くなり、周辺部に行くほど広くなる。これが、半導体ウ
ェハすなわち被熱処理基体の径方向の温度分布の不均一
性の原因であった。
【０００７】このように従来、大量枚数の半導体ウェハ
を一度（バッチ型）に熱処理するには、反応容器内で加
熱ヒータに対して垂直で、かつウェハを互いに平行に設
置するのが望ましいが、ウェハを急に昇温もしくは降温
する場合、さらにローディング・アンローディング（ウ
ェハの出し入れ）を行う場合にウェハの径方向に温度差
が生じ、熱歪みによりスリップや結晶欠陥が発生した
り、ウェハに反りが発生する等の問題があった。また、
特に８インチウェハ以上になると、ウェハ面内に大きな
温度分布が生じることより、昇降温速度をあまり速くす
ることは不可能となっていた この問題を解決するために二つの解決案が挙げられてい
る。
を一度（バッチ型）に熱処理するには、反応容器内で加
熱ヒータに対して垂直で、かつウェハを互いに平行に設
置するのが望ましいが、ウェハを急に昇温もしくは降温
する場合、さらにローディング・アンローディング（ウ
ェハの出し入れ）を行う場合にウェハの径方向に温度差
が生じ、熱歪みによりスリップや結晶欠陥が発生した
り、ウェハに反りが発生する等の問題があった。また、
特に８インチウェハ以上になると、ウェハ面内に大きな
温度分布が生じることより、昇降温速度をあまり速くす
ることは不可能となっていた この問題を解決するために二つの解決案が挙げられてい
る。
【０００８】一つが、ウェハの間隔を大きくするという
ものである。ウェハ間隔を大きくとると、ウェハ面内の
不均一性は若干解決される。しかし、これも十分でな
く、さらには一度に処理できるウェハ枚数が大幅に減少
してしまうという問題点も生じる。
ものである。ウェハ間隔を大きくとると、ウェハ面内の
不均一性は若干解決される。しかし、これも十分でな
く、さらには一度に処理できるウェハ枚数が大幅に減少
してしまうという問題点も生じる。
【０００９】いまひとつは、特開昭５−６８９４に開示
されているように「リング」を用いるものである。すな
わち、「加熱ヒータで囲まれた領域内に複数枚の被熱処
理基体を互いに平行に配置する際、該基体を支持する治
具をリング形状とし、治具を含めた該基体の熱容量を中
央部に比して周辺部を大きく」するものである。これを
図１２に示す。半導体ウェハ１２を平行に配置する治具
１３には熱容量の比較的大きなリング１７が接続されて
おり、治具１３を含めた半導体ウェハ１２の熱容量が中
央部に比して周辺部を大きく設定してある。この結果、
ウェハ面内の不均一性はかなり低減される。しかし、ウ
ェハ周辺部の熱容量を大きく設定するため、昇降温時に
ウェハ温度が加熱ヒータ温度に追従するための時間（遅
延時間）が増大するという問題が生じる。このため、昇
降温速度を十分に増加できない。
されているように「リング」を用いるものである。すな
わち、「加熱ヒータで囲まれた領域内に複数枚の被熱処
理基体を互いに平行に配置する際、該基体を支持する治
具をリング形状とし、治具を含めた該基体の熱容量を中
央部に比して周辺部を大きく」するものである。これを
図１２に示す。半導体ウェハ１２を平行に配置する治具
１３には熱容量の比較的大きなリング１７が接続されて
おり、治具１３を含めた半導体ウェハ１２の熱容量が中
央部に比して周辺部を大きく設定してある。この結果、
ウェハ面内の不均一性はかなり低減される。しかし、ウ
ェハ周辺部の熱容量を大きく設定するため、昇降温時に
ウェハ温度が加熱ヒータ温度に追従するための時間（遅
延時間）が増大するという問題が生じる。このため、昇
降温速度を十分に増加できない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の熱処理装置では、加熱ヒータの昇降温時に被熱処理基
体の面内温度分布が不均一になるという問題が生じてい
た。この問題を解決するための従来の解決案では、一度
に処理する被熱処理基体の低下や遅延時間の増大等の問
題があった。
の熱処理装置では、加熱ヒータの昇降温時に被熱処理基
体の面内温度分布が不均一になるという問題が生じてい
た。この問題を解決するための従来の解決案では、一度
に処理する被熱処理基体の低下や遅延時間の増大等の問
題があった。
【００１１】本発明は、上記欠点を除去し、一度に処理
する被熱処理基体枚数の低下を生じす、遅延時間の増大
も生じず、同時に被熱処理基体の面内温度分布を均一に
することを可能とした熱処理装置を提供することを目的
とする。
する被熱処理基体枚数の低下を生じす、遅延時間の増大
も生じず、同時に被熱処理基体の面内温度分布を均一に
することを可能とした熱処理装置を提供することを目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、所定のガスが導入される加熱室と、こ
の加熱室の周囲に設置され昇温及び降温が可能な加熱ヒ
ータと、加熱室内に配置された複数の被熱処理基体を相
互に平行に支持する治具と、複数の被熱処理基体間に挿
入され、昇温時に加熱ヒータの熱輻射を受けかつこの熱
輻射により吸収した熱を被熱処理基体中央部に伝達し、
降温時には被熱処理基体中央部より熱を吸収しかつ被熱
処理基体周囲に放射する熱伝導部材を具備することを特
徴とする熱処理装置を提供する。
め、本発明では、所定のガスが導入される加熱室と、こ
の加熱室の周囲に設置され昇温及び降温が可能な加熱ヒ
ータと、加熱室内に配置された複数の被熱処理基体を相
互に平行に支持する治具と、複数の被熱処理基体間に挿
入され、昇温時に加熱ヒータの熱輻射を受けかつこの熱
輻射により吸収した熱を被熱処理基体中央部に伝達し、
降温時には被熱処理基体中央部より熱を吸収しかつ被熱
処理基体周囲に放射する熱伝導部材を具備することを特
徴とする熱処理装置を提供する。
【００１３】
【作用】本発明で提供する手段を用いると、熱伝導部材
が昇温時に加熱ヒータの熱輻射を受けかつこの熱輻射に
より吸収した熱を被熱処理基体中央部に伝達する。この
ため、中央部と周辺部との温度差が補償され、中央部が
周辺部と同様に熱せられる。また、熱伝導部材は降温時
には被熱処理基体中央部より熱を吸収しかつ被熱処理基
体周囲に放射する。このため、やはり中央部と周辺部と
の温度差が補償され、中央部が周辺部と同様に冷却され
る。従って、昇降温時ともに被熱処理基体の温度の面内
均一性が保たれる。本発明で提供する手段は、被熱処理
基体周辺部の熱容量を増加させるものでは無い。従っ
て、昇降温時にウェハ温度が加熱ヒータ温度に追従する
ための時間（遅延時間）が増大するという問題も生じな
い。このため、昇降温速度を十分に大きく設定できる。
また、本発明で提供する手段は被熱処理基体の間隔をこ
とさらに増大させるものでもない。
が昇温時に加熱ヒータの熱輻射を受けかつこの熱輻射に
より吸収した熱を被熱処理基体中央部に伝達する。この
ため、中央部と周辺部との温度差が補償され、中央部が
周辺部と同様に熱せられる。また、熱伝導部材は降温時
には被熱処理基体中央部より熱を吸収しかつ被熱処理基
体周囲に放射する。このため、やはり中央部と周辺部と
の温度差が補償され、中央部が周辺部と同様に冷却され
る。従って、昇降温時ともに被熱処理基体の温度の面内
均一性が保たれる。本発明で提供する手段は、被熱処理
基体周辺部の熱容量を増加させるものでは無い。従っ
て、昇降温時にウェハ温度が加熱ヒータ温度に追従する
ための時間（遅延時間）が増大するという問題も生じな
い。このため、昇降温速度を十分に大きく設定できる。
また、本発明で提供する手段は被熱処理基体の間隔をこ
とさらに増大させるものでもない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明を用いた熱処理装置の全体構成で
ある。この熱処理装置は所定のガスが導入される加熱室
１０を区画する縦型円筒形の加熱管１１と、この加熱室
１０の周囲に設置され昇温及び降温が可能な加熱ヒータ
１４と、加熱室１０内に配置された複数の半導体ウェハ
（被熱処理基体）１２を相互に平行に支持するボート
（治具）１３と、複数の半導体ウェハ１２間に挿入さ
れ、昇温時に加熱ヒータ１４の熱輻射を受けかつこの熱
輻射により吸収した熱を半導体ウェハ１８の中央部に伝
達し、降温時には半導体ウェハ１２の中央部より熱を吸
収しかつ半導体ウェハ１２の周囲に熱を放射する熱伝導
部材１８を具備している。さらにこの熱処理装置には、
アルゴン、窒素等の不活性ガス導入管１５及び加熱室１
０内部のガスを排出する排出管１６が接続されている。
明する。図１は本発明を用いた熱処理装置の全体構成で
ある。この熱処理装置は所定のガスが導入される加熱室
１０を区画する縦型円筒形の加熱管１１と、この加熱室
１０の周囲に設置され昇温及び降温が可能な加熱ヒータ
１４と、加熱室１０内に配置された複数の半導体ウェハ
（被熱処理基体）１２を相互に平行に支持するボート
（治具）１３と、複数の半導体ウェハ１２間に挿入さ
れ、昇温時に加熱ヒータ１４の熱輻射を受けかつこの熱
輻射により吸収した熱を半導体ウェハ１８の中央部に伝
達し、降温時には半導体ウェハ１２の中央部より熱を吸
収しかつ半導体ウェハ１２の周囲に熱を放射する熱伝導
部材１８を具備している。さらにこの熱処理装置には、
アルゴン、窒素等の不活性ガス導入管１５及び加熱室１
０内部のガスを排出する排出管１６が接続されている。
【００１５】図２はボート１３及び熱伝導部材１８の詳
細を示した斜視図である。ボート１３は上面部２０と、
図示しない下面部と、両者を接続する４本のロッド２１
とから構成される。ロッド２１にはスリット２２が等間
隔（１１ｍｍ毎）に刻まれており、これらスリット２２
により半導体ウェハ１２が相互に平行に支持される。ボ
ート１３は炭化珪素もしくは石英にポリシリコンを薄く
コーティングした材料より形成されている。熱伝導部材
１８は端部が平行に配置された半導体ウェハ１２中央部
に対向し曲面部が加熱室１０側壁すなわち加熱管１１に
対向した円筒形状部材２３と、この円筒形状部材２３と
ロッド２１とを接続する２本の接続ロッド２４とから構
成される。これら熱伝導部材１８も炭化珪素もしくは石
英にポリシリコンを薄くコーティングした材料より形成
される。このような材料は、熱放射的に見ると「黒体」
もしくは「灰色体」であり、熱放射・吸収効率が非常に
高い。従って、本発明にとって好適である。なお典型的
な例としては、具体的な形状は、半導体ウェハの直径が
２００ｍｍであるのに対し、円筒形状部材２３の直径は
１００ｍｍ、高さは６ｍｍである。この程度の大きさで
あれば、ウェハ間隔（１１ｍｍ）に十分挿入できる。円
筒形状部材２３の厚さは１ｍｍであり、ロッド２１は直
径２ｍｍの円柱形である。ロッド２１は円筒形であって
もよく、この場合は熱容量が小さいため、更に好適であ
る。以上、接続ロッド２４が２本の場合の例を示した
が、これは、１本でもよく、３〜４本でもよい。１本の
場合は熱容量を小さくすることができるため、結果的
に、高速な昇温・降温につながる。また、３〜４本の接
続ロッド２４を用いた場合は、ウェハの周方向の温度の
均一性を保つことができ、さらにはロッド２１からの熱
伝達による熱吸収・放出の効率化という副次的な効果も
得られる。
細を示した斜視図である。ボート１３は上面部２０と、
図示しない下面部と、両者を接続する４本のロッド２１
とから構成される。ロッド２１にはスリット２２が等間
隔（１１ｍｍ毎）に刻まれており、これらスリット２２
により半導体ウェハ１２が相互に平行に支持される。ボ
ート１３は炭化珪素もしくは石英にポリシリコンを薄く
コーティングした材料より形成されている。熱伝導部材
１８は端部が平行に配置された半導体ウェハ１２中央部
に対向し曲面部が加熱室１０側壁すなわち加熱管１１に
対向した円筒形状部材２３と、この円筒形状部材２３と
ロッド２１とを接続する２本の接続ロッド２４とから構
成される。これら熱伝導部材１８も炭化珪素もしくは石
英にポリシリコンを薄くコーティングした材料より形成
される。このような材料は、熱放射的に見ると「黒体」
もしくは「灰色体」であり、熱放射・吸収効率が非常に
高い。従って、本発明にとって好適である。なお典型的
な例としては、具体的な形状は、半導体ウェハの直径が
２００ｍｍであるのに対し、円筒形状部材２３の直径は
１００ｍｍ、高さは６ｍｍである。この程度の大きさで
あれば、ウェハ間隔（１１ｍｍ）に十分挿入できる。円
筒形状部材２３の厚さは１ｍｍであり、ロッド２１は直
径２ｍｍの円柱形である。ロッド２１は円筒形であって
もよく、この場合は熱容量が小さいため、更に好適であ
る。以上、接続ロッド２４が２本の場合の例を示した
が、これは、１本でもよく、３〜４本でもよい。１本の
場合は熱容量を小さくすることができるため、結果的
に、高速な昇温・降温につながる。また、３〜４本の接
続ロッド２４を用いた場合は、ウェハの周方向の温度の
均一性を保つことができ、さらにはロッド２１からの熱
伝達による熱吸収・放出の効率化という副次的な効果も
得られる。
【００１６】図３は昇温時の熱束を示した図３（ａ）、
半導体ウェハ１２の面内の温度分布を示した図３
（ｂ）、及び加熱ヒータの昇温操作時のウェハ温度の上
昇の様子を示した図３（ｃ）である。昇温時には円筒形
の加熱ヒータ１４より中心部に向かう放射熱による熱束
３０が存在する。この熱を熱伝導部材１８が吸収し、半
導体ウェハ１２の中心部（本実施例では中心部を半導体
ウェハの半径ｒに対し中心よりｒ／２の距離の円形の領
域と定義する）に伝達する。この熱伝達は、図３の様に
半導体ウェハ１２と熱伝導部材１８とが間隔を有してい
る時は熱放射であり、後述する例の様に接触している場
合は熱伝導である。この時、熱伝導部材１８から半導体
ウェハ１２へ向かう熱束３１が存在する。従って、加熱
ヒータ１４が放射した熱は熱伝導部材１８を介して半導
体ウェハ１８の中心部に伝達される。この時の伝達経路
は熱束３０、熱伝導部材１８、熱束３１となる。
半導体ウェハ１２の面内の温度分布を示した図３
（ｂ）、及び加熱ヒータの昇温操作時のウェハ温度の上
昇の様子を示した図３（ｃ）である。昇温時には円筒形
の加熱ヒータ１４より中心部に向かう放射熱による熱束
３０が存在する。この熱を熱伝導部材１８が吸収し、半
導体ウェハ１２の中心部（本実施例では中心部を半導体
ウェハの半径ｒに対し中心よりｒ／２の距離の円形の領
域と定義する）に伝達する。この熱伝達は、図３の様に
半導体ウェハ１２と熱伝導部材１８とが間隔を有してい
る時は熱放射であり、後述する例の様に接触している場
合は熱伝導である。この時、熱伝導部材１８から半導体
ウェハ１２へ向かう熱束３１が存在する。従って、加熱
ヒータ１４が放射した熱は熱伝導部材１８を介して半導
体ウェハ１８の中心部に伝達される。この時の伝達経路
は熱束３０、熱伝導部材１８、熱束３１となる。
【００１７】半導体ウェハ１２の面内の温度分布を示し
た図３（ｂ）において、３３は本実施例による半導体ウ
ェハ面内の温度分布、３４は従来例のうち温度分布の均
一性に対策を施さないとき、３５はリングを用いた場合
の温度分布である。ウェハ面内の温度分布が均一化され
ていることがわかる。さらに、リングを用いた場合と比
較して、平均のウェハ温度がより高温になっていること
がわかる。これは、リングの様な大きな熱容量の部材が
接触していないからである。
た図３（ｂ）において、３３は本実施例による半導体ウ
ェハ面内の温度分布、３４は従来例のうち温度分布の均
一性に対策を施さないとき、３５はリングを用いた場合
の温度分布である。ウェハ面内の温度分布が均一化され
ていることがわかる。さらに、リングを用いた場合と比
較して、平均のウェハ温度がより高温になっていること
がわかる。これは、リングの様な大きな熱容量の部材が
接触していないからである。
【００１８】加熱ヒータの昇温操作時のウェハ温度の上
昇の様子を示した図３（ｃ）において、３６は加熱ヒー
タ１４の温度、３７は本実施例の平均のウェハ温度ＡＴ
1 、３８はリングを用いた場合の平均のウェハ温度ＡＴ
2 である。初期温度は４００℃、目標加熱ヒータ温度は
１０００℃である。ここで、半導体ウェハの平均温度に
つき、９０パーセントの昇温を達成するまでの時間を遅
延時間と定義すると、本実施例の遅延時間はｔ1 であ
り、リングを用いた場合の遅延時間はｔ2 である。この
ように差が生じる理由は、本実施例では、リングの様な
大きな熱容量の部材が接触していないからである。
昇の様子を示した図３（ｃ）において、３６は加熱ヒー
タ１４の温度、３７は本実施例の平均のウェハ温度ＡＴ
1 、３８はリングを用いた場合の平均のウェハ温度ＡＴ
2 である。初期温度は４００℃、目標加熱ヒータ温度は
１０００℃である。ここで、半導体ウェハの平均温度に
つき、９０パーセントの昇温を達成するまでの時間を遅
延時間と定義すると、本実施例の遅延時間はｔ1 であ
り、リングを用いた場合の遅延時間はｔ2 である。この
ように差が生じる理由は、本実施例では、リングの様な
大きな熱容量の部材が接触していないからである。
【００１９】このように、熱伝導部材が昇温時に加熱ヒ
ータの熱輻射を受けかつこの熱輻射により吸収した熱を
被熱処理基体中央部に伝達する。このため、中央部と周
辺部との温度差が補償され、中央部が周辺部と同様に熱
せられ、昇温時の被熱処理基体の面内の温度分布の均一
性が達成できる。また、被熱処理基体周辺部の熱容量を
増加させるものでもない。従って、昇降温時にウェハ温
度が加熱ヒータ温度に追従するための時間（遅延時間）
が増大するという問題も生じない。このため、昇降温速
度を十分に大きく設定できる。また、本発明で提供する
手段は被熱処理基体の間隔をことさらに増大させるもの
でもない。
ータの熱輻射を受けかつこの熱輻射により吸収した熱を
被熱処理基体中央部に伝達する。このため、中央部と周
辺部との温度差が補償され、中央部が周辺部と同様に熱
せられ、昇温時の被熱処理基体の面内の温度分布の均一
性が達成できる。また、被熱処理基体周辺部の熱容量を
増加させるものでもない。従って、昇降温時にウェハ温
度が加熱ヒータ温度に追従するための時間（遅延時間）
が増大するという問題も生じない。このため、昇降温速
度を十分に大きく設定できる。また、本発明で提供する
手段は被熱処理基体の間隔をことさらに増大させるもの
でもない。
【００２０】以上、昇温時について本発明の利点を説明
したが、加熱ヒータの昇温についてだけでなく、加熱室
１０に半導体ウェハ１２を入れる際（ローディング時）
にも当てはまることは言うまでもない。
したが、加熱ヒータの昇温についてだけでなく、加熱室
１０に半導体ウェハ１２を入れる際（ローディング時）
にも当てはまることは言うまでもない。
【００２１】続いて降温時について図４を用いて説明す
る。図４は降温時の熱束を示した図４（ａ）、半導体ウ
ェハ１２の面内の温度分布を示した図４（ｂ）、及び加
熱ヒータの降温操作時のウェハ温度の低下の様子を示し
た図４（ｃ）である。昇温時には半導体ウェハ１８の中
央部より熱伝導部材１８に向かう放射熱による熱束３９
が存在する。この熱を熱伝導部材１８が吸収し、複数の
ウェハ１２より区画される円筒形状の領域より外部に放
射する。この時の熱の伝達経路は熱束３９、熱伝導部材
１８、熱束４０となる。
る。図４は降温時の熱束を示した図４（ａ）、半導体ウ
ェハ１２の面内の温度分布を示した図４（ｂ）、及び加
熱ヒータの降温操作時のウェハ温度の低下の様子を示し
た図４（ｃ）である。昇温時には半導体ウェハ１８の中
央部より熱伝導部材１８に向かう放射熱による熱束３９
が存在する。この熱を熱伝導部材１８が吸収し、複数の
ウェハ１２より区画される円筒形状の領域より外部に放
射する。この時の熱の伝達経路は熱束３９、熱伝導部材
１８、熱束４０となる。
【００２２】半導体ウェハ１２の面内の温度分布を示し
た図４（ｂ）において、３３は本実施例による半導体ウ
ェハ面内の温度分布、３４は従来例のうち温度分布の均
一性に対策を施さないとき、３５はリングを用いた場合
の温度分布である。ウェハ面内の温度分布が均一化され
ていることがわかる。さらに、リングを用いた場合と比
較して、平均のウェハ温度がより低温になっていること
がわかる。これは、上述のとおりリングの様な大きな熱
容量の部材が接触していないからである。
た図４（ｂ）において、３３は本実施例による半導体ウ
ェハ面内の温度分布、３４は従来例のうち温度分布の均
一性に対策を施さないとき、３５はリングを用いた場合
の温度分布である。ウェハ面内の温度分布が均一化され
ていることがわかる。さらに、リングを用いた場合と比
較して、平均のウェハ温度がより低温になっていること
がわかる。これは、上述のとおりリングの様な大きな熱
容量の部材が接触していないからである。
【００２３】加熱ヒータの降温操作時のウェハ温度の低
下の様子を示した図４（ｃ）において、３６は加熱ヒー
タ１４の温度、３７は本実施例の平均のウェハ温度ＡＴ
3 、３８はリングを用いた場合の平均のウェハ温度ＡＴ
4 温度である。初期温度は１０００℃、目標加熱ヒータ
温度は４００℃である。本実施例の遅延時間はｔ3 であ
り、リングを用いた場合の遅延時間はｔ4 である。この
ように差が生じる理由は、上述したように、本実施例で
は、リングの様な大きな熱容量の部材が接触していない
からである。
下の様子を示した図４（ｃ）において、３６は加熱ヒー
タ１４の温度、３７は本実施例の平均のウェハ温度ＡＴ
3 、３８はリングを用いた場合の平均のウェハ温度ＡＴ
4 温度である。初期温度は１０００℃、目標加熱ヒータ
温度は４００℃である。本実施例の遅延時間はｔ3 であ
り、リングを用いた場合の遅延時間はｔ4 である。この
ように差が生じる理由は、上述したように、本実施例で
は、リングの様な大きな熱容量の部材が接触していない
からである。
【００２４】このように、熱伝導部材は降温時には被熱
処理基体中央部より熱を吸収しかつ被熱処理基体周囲に
放射する。このため、やはり中央部と周辺部との温度差
が補償され、中央部が周辺部と同様に冷却される。従っ
て、昇降温時ともに被熱処理基体の温度の面内均一性が
保たれる。本発明で提供する手段は、被熱処理基体周辺
部の熱容量を増加させるものではなく、昇降温時にウェ
ハ温度が加熱ヒータ温度に追従するための時間（遅延時
間）が増大するという問題も生じない。このため、昇降
温速度を十分に大きく設定できる。また、本発明で提供
する手段は被熱処理基体の間隔をことさらに増大させる
ものでもない。
処理基体中央部より熱を吸収しかつ被熱処理基体周囲に
放射する。このため、やはり中央部と周辺部との温度差
が補償され、中央部が周辺部と同様に冷却される。従っ
て、昇降温時ともに被熱処理基体の温度の面内均一性が
保たれる。本発明で提供する手段は、被熱処理基体周辺
部の熱容量を増加させるものではなく、昇降温時にウェ
ハ温度が加熱ヒータ温度に追従するための時間（遅延時
間）が増大するという問題も生じない。このため、昇降
温速度を十分に大きく設定できる。また、本発明で提供
する手段は被熱処理基体の間隔をことさらに増大させる
ものでもない。
【００２５】以上、降温時についても本発明の利点を説
明したが、加熱ヒータの降温についてだけでなく、加熱
室１０より半導体ウェハ１２を取り出す際（アンローデ
ィング時）にも当てはまることは言うまでもない。
明したが、加熱ヒータの降温についてだけでなく、加熱
室１０より半導体ウェハ１２を取り出す際（アンローデ
ィング時）にも当てはまることは言うまでもない。
【００２６】続いて、図５を参照して、半導体ウェハ１
２と熱伝導部材１８との位置関係を説明する。図５
（ａ）は半導体ウェハ１２と熱伝導部材１８とを各々一
枚毎に交互に配置した例であり、図２に示した実施例を
略記したものである。図５（ｂ）は半導体ウェハ１２を
２枚毎に１つの熱伝導部材１８を配置したものであり、
この位置関係では、一熱伝導部材１８はその上下の半導
体ウェハの中心部を熱しもしくは冷却する。このよう
に、２枚毎に配置してもウェハ面内の均一性を保つこと
ができる。この場合の利点は、より多枚数のウェハを配
置できる点である。熱伝導部材１８の挿入されていない
部位の間隔は通常の１１ｍｍよりもさらに縮小すること
ができ、従来例よりも多くのウェハを加熱室内に配置で
きる。図５（ｂ）は３枚毎に配置した例である。このよ
うにすると、さらに多枚数のウェハを配置できる。
２と熱伝導部材１８との位置関係を説明する。図５
（ａ）は半導体ウェハ１２と熱伝導部材１８とを各々一
枚毎に交互に配置した例であり、図２に示した実施例を
略記したものである。図５（ｂ）は半導体ウェハ１２を
２枚毎に１つの熱伝導部材１８を配置したものであり、
この位置関係では、一熱伝導部材１８はその上下の半導
体ウェハの中心部を熱しもしくは冷却する。このよう
に、２枚毎に配置してもウェハ面内の均一性を保つこと
ができる。この場合の利点は、より多枚数のウェハを配
置できる点である。熱伝導部材１８の挿入されていない
部位の間隔は通常の１１ｍｍよりもさらに縮小すること
ができ、従来例よりも多くのウェハを加熱室内に配置で
きる。図５（ｂ）は３枚毎に配置した例である。このよ
うにすると、さらに多枚数のウェハを配置できる。
【００２７】続いて、図６を参照して、さらに別の半導
体ウェハ１２と熱伝導部材１８との位置関係を説明す
る。図６（ａ）は半導体ウェハ１２の下部に熱伝導部材
１８を離間して配置した例であり、図２に示した実施例
を略記したものである。図５（ｂ）は半導体ウェハ１２
の上部に熱伝導部材１８を離間して配置した例である。
図６（ｃ）は半導体ウェハ１２の下部に熱伝導部材１８
を接触して配置した例であり、図６（ｄ）は半導体ウェ
ハ１２の上部に熱伝導部材１８を接触して配置した例で
ありる。図６（ｄ）の場合、接続ロッドが不要になると
いう利点がある。図６（ａ）（ｂ）の様に非接触で配置
した場合には、熱伝達は放射によって行われるため、均
一性がより向上するという利点がある。さらに、所定の
ガスを用いた熱処理を行う場合、例えば酸化処理もしく
はＬＰＣＶＤ等では、図６（ａ）（ｂ）の様に非接触で
配置するのが望ましい。ガスが充分に回り込むためであ
る。また、図６（ｃ）（ｄ）の様に接触して配置した場
合には、より熱伝達が効率的に行われるという利点があ
る。
体ウェハ１２と熱伝導部材１８との位置関係を説明す
る。図６（ａ）は半導体ウェハ１２の下部に熱伝導部材
１８を離間して配置した例であり、図２に示した実施例
を略記したものである。図５（ｂ）は半導体ウェハ１２
の上部に熱伝導部材１８を離間して配置した例である。
図６（ｃ）は半導体ウェハ１２の下部に熱伝導部材１８
を接触して配置した例であり、図６（ｄ）は半導体ウェ
ハ１２の上部に熱伝導部材１８を接触して配置した例で
ありる。図６（ｄ）の場合、接続ロッドが不要になると
いう利点がある。図６（ａ）（ｂ）の様に非接触で配置
した場合には、熱伝達は放射によって行われるため、均
一性がより向上するという利点がある。さらに、所定の
ガスを用いた熱処理を行う場合、例えば酸化処理もしく
はＬＰＣＶＤ等では、図６（ａ）（ｂ）の様に非接触で
配置するのが望ましい。ガスが充分に回り込むためであ
る。また、図６（ｃ）（ｄ）の様に接触して配置した場
合には、より熱伝達が効率的に行われるという利点があ
る。
【００２８】続いて、図７を参照して、本発明の別の実
施例を説明する。これは、ロッド２１によって半導体ウ
ェハ１２を支持するのではなく、熱伝導部材１８を用い
てウェハを支持する例である。この例においては、ボー
ト１３はロッド２１及び、接続ロッド２４によって平行
に配設された円筒形状の熱伝導部材１８から構成され、
ロッドにはスリット等ウェハを支持するための手段が存
在しない。半導体ウェハ１２は熱伝導部材１８上に乗せ
られる。このようにすると、ウェハ面内の温度の均一性
が得られるとともに、支持点が円形であるため、ウェハ
にかかる物理的ストレスがより低減されるという付随的
な効果もある。なお、図示していないが、複数のロッド
をウェハ周辺を取り囲むように配置してもよい。この場
合、ウェハ周方向の温度分布が均一化されるという副次
的な効果も得られる。
施例を説明する。これは、ロッド２１によって半導体ウ
ェハ１２を支持するのではなく、熱伝導部材１８を用い
てウェハを支持する例である。この例においては、ボー
ト１３はロッド２１及び、接続ロッド２４によって平行
に配設された円筒形状の熱伝導部材１８から構成され、
ロッドにはスリット等ウェハを支持するための手段が存
在しない。半導体ウェハ１２は熱伝導部材１８上に乗せ
られる。このようにすると、ウェハ面内の温度の均一性
が得られるとともに、支持点が円形であるため、ウェハ
にかかる物理的ストレスがより低減されるという付随的
な効果もある。なお、図示していないが、複数のロッド
をウェハ周辺を取り囲むように配置してもよい。この場
合、ウェハ周方向の温度分布が均一化されるという副次
的な効果も得られる。
【００２９】続いて、図８を参照して、本発明のさらに
別の実施例を説明する。図８（ａ）は、昇温時の加熱ヒ
ータ１４からの熱の吸収効率及び降温時の熱の放散効率
を向上させるため、円筒形の熱伝導部材に羽を付着した
例である。より具体的には、熱伝導部材１８は端部が半
導体ウェハ１２中央部に対向し曲面部が加熱室１０側壁
に対向した円筒形状部材２３と、この円筒形状部材２３
には曲面部より加熱ヒータ方向に延びる平面状の羽４１
が接続されていることを特徴とする。この羽４１はウェ
ハとは接触せぬよう高さ５ｍｍ（円筒形状部材２３の高
さは６ｍｍ）であり、長さは９０ｍｍである。厚さは１
ｍｍである。この羽４１はウェハ垂直であるため、羽４
１とウェハとの熱のやりとり（熱放射・吸収）はほとん
ど存在しない。しかし、この羽４１は加熱ヒータより昇
温時には効果的に熱を吸収し、降温時には効果的に熱を
放射する。従って、より容易にウェハ面内の均一性が達
成できる。
別の実施例を説明する。図８（ａ）は、昇温時の加熱ヒ
ータ１４からの熱の吸収効率及び降温時の熱の放散効率
を向上させるため、円筒形の熱伝導部材に羽を付着した
例である。より具体的には、熱伝導部材１８は端部が半
導体ウェハ１２中央部に対向し曲面部が加熱室１０側壁
に対向した円筒形状部材２３と、この円筒形状部材２３
には曲面部より加熱ヒータ方向に延びる平面状の羽４１
が接続されていることを特徴とする。この羽４１はウェ
ハとは接触せぬよう高さ５ｍｍ（円筒形状部材２３の高
さは６ｍｍ）であり、長さは９０ｍｍである。厚さは１
ｍｍである。この羽４１はウェハ垂直であるため、羽４
１とウェハとの熱のやりとり（熱放射・吸収）はほとん
ど存在しない。しかし、この羽４１は加熱ヒータより昇
温時には効果的に熱を吸収し、降温時には効果的に熱を
放射する。従って、より容易にウェハ面内の均一性が達
成できる。
【００３０】図８（ｂ）は羽を接続ロッドに代えて用い
たもの、図８（ｃ）はリング４２上に羽を支持部材とし
て円筒形部材２３を配置したものである。図８（ｃ）に
よると、リング４２は半導体ウェハと接触しないため、
ウェハ周辺部の熱容量の増大も起こらず、上述の実施例
と同様の効果が得られる。図８のいずれの例も、ウェハ
と接触させ、もしくは所定の間隔をあけて配置すること
が可能である。
たもの、図８（ｃ）はリング４２上に羽を支持部材とし
て円筒形部材２３を配置したものである。図８（ｃ）に
よると、リング４２は半導体ウェハと接触しないため、
ウェハ周辺部の熱容量の増大も起こらず、上述の実施例
と同様の効果が得られる。図８のいずれの例も、ウェハ
と接触させ、もしくは所定の間隔をあけて配置すること
が可能である。
【００３１】続いて、円筒形状部材２３の変形例につ
き、図９を参照して説明する。図９（ａ）はウェハと平
行な部材４４を円筒内部に設けた例であり、熱放射によ
る熱伝達が付加され、効率が良い。図９（ｂ）は平行な
部材に穴をあけた例で、ウェハ、円筒形状部材２３及び
平行な部材４４からなる密閉空間にガスが溜まるのを防
ぐことができる。図９（ｃ）は平行な部材４４をウェハ
と接触させた例であり、熱伝達効率がより向上する。図
９（ｄ）は平行な部材に穴をあけた例で、ウェハに反り
が生じた際に平行な部材４４との間に生じる密閉空間に
ガスが溜まるのを防ぐことができる。なお、図９の諸種
の変形を施さなくても、円筒形状部材23の内側面からの
熱放射も熱伝達効率を向上させる一因となりうる。
き、図９を参照して説明する。図９（ａ）はウェハと平
行な部材４４を円筒内部に設けた例であり、熱放射によ
る熱伝達が付加され、効率が良い。図９（ｂ）は平行な
部材に穴をあけた例で、ウェハ、円筒形状部材２３及び
平行な部材４４からなる密閉空間にガスが溜まるのを防
ぐことができる。図９（ｃ）は平行な部材４４をウェハ
と接触させた例であり、熱伝達効率がより向上する。図
９（ｄ）は平行な部材に穴をあけた例で、ウェハに反り
が生じた際に平行な部材４４との間に生じる密閉空間に
ガスが溜まるのを防ぐことができる。なお、図９の諸種
の変形を施さなくても、円筒形状部材23の内側面からの
熱放射も熱伝達効率を向上させる一因となりうる。
【００３２】続いて、熱伝導部材の熱吸収効率等をさら
に向上させた例を図１０を参照して説明する。これは、
複数の円筒形部材を用いた例である。より具体的には、
熱伝導部材１８は端部がウェハ中央部に対向した第１の
円筒形状部材４５と、曲面部が加熱室側壁に対向し第１
の円筒形部材４５よりも直径が大きく第１の円筒形部材
４５と接続された第２の円筒形状部材４６とを具備す
る。図１０（ａ）は第１の円筒形状部材４５と第２の円
筒形状部材４６とが前述した羽４１によって接続されて
いる例である。図１０（ｂ）はドーナツ形状の円盤４７
によって接続されている例である。円盤４７はウェハと
は接触していない。図１０（ｃ）はさに平行な部材４４
を追加した例である。図１０（ｄ）は第１の円筒形部材
４５の代わりに円柱形部材４８を用いたものである。あ
る程度の熱容量により中心部の加熱しすぎ、冷却しすぎ
を防ぐことができる。図１０（ｅ）は円盤４９により第
１の円筒形状部材４５と第２の円筒形状部材４６とが接
続されている例である。円盤４９はウェハと大きく離間
しているため、ウェハの面内温度分布の均一性が保たれ
る。このように、複数の円筒形状部材を用いることによ
り、より効率的にウェハ温度の面内均一性を高めること
ができる。
に向上させた例を図１０を参照して説明する。これは、
複数の円筒形部材を用いた例である。より具体的には、
熱伝導部材１８は端部がウェハ中央部に対向した第１の
円筒形状部材４５と、曲面部が加熱室側壁に対向し第１
の円筒形部材４５よりも直径が大きく第１の円筒形部材
４５と接続された第２の円筒形状部材４６とを具備す
る。図１０（ａ）は第１の円筒形状部材４５と第２の円
筒形状部材４６とが前述した羽４１によって接続されて
いる例である。図１０（ｂ）はドーナツ形状の円盤４７
によって接続されている例である。円盤４７はウェハと
は接触していない。図１０（ｃ）はさに平行な部材４４
を追加した例である。図１０（ｄ）は第１の円筒形部材
４５の代わりに円柱形部材４８を用いたものである。あ
る程度の熱容量により中心部の加熱しすぎ、冷却しすぎ
を防ぐことができる。図１０（ｅ）は円盤４９により第
１の円筒形状部材４５と第２の円筒形状部材４６とが接
続されている例である。円盤４９はウェハと大きく離間
しているため、ウェハの面内温度分布の均一性が保たれ
る。このように、複数の円筒形状部材を用いることによ
り、より効率的にウェハ温度の面内均一性を高めること
ができる。
【００３３】続いて、上述のような特殊なボートを不要
とし、従来から用いられているボートを利用して上述と
同様の効果を得られる例を図１１を参照して説明する。
この例は、特殊なダミーウェハを用いるものであり、こ
のダミーウェハは図１１（ａ）に図示するように、円筒
形部材５２と円盤形部材５１が接続したものである。材
質は、ポリシリコンを堆積させた石英もしくは炭化硅素
である。この円盤形状部材５２はウェハとほぼ同一の直
径を有し、熱容量の増加を防ぐため、ウェハよりもやや
薄い厚さに設定されている。この結果、従来のボートに
つき、ウェハ一枚毎もしくは数枚毎にこのダミーウェハ
を挿入することが可能となり、上述の遅延時間の増大も
生じず、同時に被熱処理基体の面内温度分布を均一にす
ることを可能となる。なお、一度に処理する被熱処理基
体枚数は若干減少する。図１１（ｂ）は、円筒形部材５
２を円盤形部材５１の下部に接続した例である。この場
合、ダミーウェハ下部に挿入したウェハの表面温度の均
一性が得られるが、通常ウェハの上表面に素子を形成す
るため、図１１（ｂ）の構成は都合がよい。（ａ）の構
成は、円筒形部材５２の上部に円盤形部材５１を接続す
るため、接続部位を簡略化し、より弱い接合のみで対応
することができる。（ｃ）は上部・下部の両部位に円筒
形部材５２を接続した例である。このように構成する
と、図５（ｂ）の配列が可能になり、一度に処理する被
熱処理基体の枚数が増加する。（ｃ）の構成は（ｄ）の
ように異なる外直径を持つ円筒形状部材５２、５３とを
ドーナツ形状の円盤形部材５１に挿入して構成すること
ができる。この場合重力を用いることにより、接着部の
強度を弱くすることが可能になり、もしくは全く接着を
省略することも可能となる。
とし、従来から用いられているボートを利用して上述と
同様の効果を得られる例を図１１を参照して説明する。
この例は、特殊なダミーウェハを用いるものであり、こ
のダミーウェハは図１１（ａ）に図示するように、円筒
形部材５２と円盤形部材５１が接続したものである。材
質は、ポリシリコンを堆積させた石英もしくは炭化硅素
である。この円盤形状部材５２はウェハとほぼ同一の直
径を有し、熱容量の増加を防ぐため、ウェハよりもやや
薄い厚さに設定されている。この結果、従来のボートに
つき、ウェハ一枚毎もしくは数枚毎にこのダミーウェハ
を挿入することが可能となり、上述の遅延時間の増大も
生じず、同時に被熱処理基体の面内温度分布を均一にす
ることを可能となる。なお、一度に処理する被熱処理基
体枚数は若干減少する。図１１（ｂ）は、円筒形部材５
２を円盤形部材５１の下部に接続した例である。この場
合、ダミーウェハ下部に挿入したウェハの表面温度の均
一性が得られるが、通常ウェハの上表面に素子を形成す
るため、図１１（ｂ）の構成は都合がよい。（ａ）の構
成は、円筒形部材５２の上部に円盤形部材５１を接続す
るため、接続部位を簡略化し、より弱い接合のみで対応
することができる。（ｃ）は上部・下部の両部位に円筒
形部材５２を接続した例である。このように構成する
と、図５（ｂ）の配列が可能になり、一度に処理する被
熱処理基体の枚数が増加する。（ｃ）の構成は（ｄ）の
ように異なる外直径を持つ円筒形状部材５２、５３とを
ドーナツ形状の円盤形部材５１に挿入して構成すること
ができる。この場合重力を用いることにより、接着部の
強度を弱くすることが可能になり、もしくは全く接着を
省略することも可能となる。
【００３４】続いて、従来のボートを全く省略してしま
う例を図１２を用いて説明する。これは、単に、円筒形
状部材１８とウェハ１２とを順次積層する例である。こ
の結果、円筒形状部材１８はウェハボートを兼ねること
ができ、ロッド等が不要となる。これは、ウェハ周方向
の温度の均一性に寄与する。この場合、積層されたウェ
ハが崩れてしまうのを防ぐため、ローディング・アンロ
ーディングを精密に行う必要がある。
う例を図１２を用いて説明する。これは、単に、円筒形
状部材１８とウェハ１２とを順次積層する例である。こ
の結果、円筒形状部材１８はウェハボートを兼ねること
ができ、ロッド等が不要となる。これは、ウェハ周方向
の温度の均一性に寄与する。この場合、積層されたウェ
ハが崩れてしまうのを防ぐため、ローディング・アンロ
ーディングを精密に行う必要がある。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明を用いると、一度
に処理する被熱処理基体枚数の低下を生じず、遅延時間
の増大も生じず、同時に被熱処理基体の面内温度分布を
均一にすることを可能とした熱処理装置を提供できる。
に処理する被熱処理基体枚数の低下を生じず、遅延時間
の増大も生じず、同時に被熱処理基体の面内温度分布を
均一にすることを可能とした熱処理装置を提供できる。
【図１】本発明の実施例による熱処理装置の構成を示し
た図である。
た図である。
【図２】本発明の実施例のボート及び熱伝導部材の詳細
を示した斜視図である。
を示した斜視図である。
【図３】本発明の昇温時の熱束分布等を示す図である。
【図４】本発明の降温時の熱束分布等を示す図である。
【図５】本発明の半導体ウェハと熱伝導部材との位置関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図６】本発明の半導体ウェハと熱伝導部材との位置関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図７】本発明の変形例を示した斜視図である。
【図８】本発明のさらに別の変形例を示した斜視図であ
る。
る。
【図９】本発明のさらに別の変形例を示した断面図であ
る。
る。
【図１０】本発明のさらに別の変形例を示した断面図で
ある。
ある。
【図１１】本発明のさらに別の変形例を示した斜視図で
ある。
ある。
【図１２】本発明のさらに別の変形例を示した斜視図で
ある。
ある。
【図１３】ウェハ面内温度の不均一性を示す図である。
【図１４】従来例を示した断面図である。
１０ 加熱室 １１ 加熱管 １２ 半導体ウェハ １３ 治具 １４ 加熱ヒータ １５ 導入管 １６ 排出管
Claims (7)
- 【請求項１】 所定のガスが導入される加熱室と、 この加熱室の周囲に設置され昇温及び降温が可能な加熱
ヒータと、 前記加熱室内に配置された複数の被熱処理基体を相互に
平行に支持する治具と、 複数の前記被熱処理基体間に挿入され、昇温時に前記加
熱ヒータの熱輻射を受けかつこの熱輻射により吸収した
熱を前記被熱処理基体中央部に伝達し、降温時には前記
被熱処理基体中央部より熱を吸収しかつ前記被熱処理基
体周囲に放射する熱伝導部材を具備することを特徴とす
る熱処理装置。 - 【請求項２】 前記熱伝導部材は端部が前記被熱処理基
体中央部に対向し曲面部が前記加熱室側壁に対向した円
筒形状部材を具備することを特徴とする請求項１記載の
熱処理装置。 - 【請求項３】 前記円筒形状部材には前記曲面部より前
記加熱室側壁方向に延びる羽が接続されていることを特
徴とする請求項２記載の熱処理装置。 - 【請求項４】 前記熱伝導部材は端部が前記被熱処理基
体中央部に対向した第１の円筒形状部材と、曲面部が前
記加熱室側壁に対向し前記第１の円筒形部材よりも直径
が大きく前記第１の円筒形部材と接続された第２の円筒
形状部材とを具備することを特徴とする請求項１記載の
熱処理装置。 - 【請求項５】 前記熱伝導部材は前記治具に接続されて
いることを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。 - 【請求項６】 前記熱伝導部材は前記被熱処理基体と接
触していることを特徴とする請求項１記載の熱処理装
置。 - 【請求項７】 前記熱伝導部材は前記被熱処理基体と所
定間隔をおいて対向していることを特徴とする請求項１
記載の熱処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6044608A JPH07254591A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 熱処理装置 |
| US08/368,817 US5516283A (en) | 1994-03-16 | 1995-01-06 | Apparatus for processing a plurality of circular wafers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6044608A JPH07254591A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254591A true JPH07254591A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12696168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6044608A Pending JPH07254591A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 熱処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5516283A (ja) |
| JP (1) | JPH07254591A (ja) |
Cited By (1)
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1994
- 1994-03-16 JP JP6044608A patent/JPH07254591A/ja active Pending
-
1995
- 1995-01-06 US US08/368,817 patent/US5516283A/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2007180331A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 熱処理装置 |
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|---|---|
| US5516283A (en) | 1996-05-14 |
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