JPH07326593A - Method and device for heat treatment - Google Patents

Method and device for heat treatment

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JPH07326593A
JPH07326593A JP12086894A JP12086894A JPH07326593A JP H07326593 A JPH07326593 A JP H07326593A JP 12086894 A JP12086894 A JP 12086894A JP 12086894 A JP12086894 A JP 12086894A JP H07326593 A JPH07326593 A JP H07326593A
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JP
Japan
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heat
temperature
treated
ring
heat treatment
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Application number
JP12086894A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiyuremuzu Maruchin
マルチン・シュレムズ
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH07326593A publication Critical patent/JPH07326593A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To realize uniform in-plane temperature distribution of a heat treatment substrate simultaneously without lowering the number of heat treatment substrates to be treated at a time and without increasing a delay time. CONSTITUTION:The device is constituted of a heating chamber whereto specified gas is introduced, a heater which is installed in a periphery of the heating chamber and enables temperature rise and temperature lowering and a jig 30 for supporting a plurality of heat treatment substrates 12 arranged inside the heating chamber parallel mutually, and the jig 30 is positioned in a peripheral part of the thermal treatment substrate 12 and is provided with a reflection means 34 for reflecting radiant heat injected thereto or radiant heat emitted therefrom.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat treating semiconductor wafers, glass substrates and the like.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, various heat treatment apparatuses have been used for forming a diffusion layer, a silicon oxide film, a silicon nitride film, etc. on a semiconductor wafer or a glass substrate. In these apparatuses, a predetermined heat treatment is generally performed by heating a substrate to be heat-treated contained in a reaction vessel (heating chamber) and introducing an inert gas or a reactive gas into the vessel.

【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。
The performance required as a heat treatment apparatus is (1) the resistance and depth of the diffusion layer to be formed, the silicon oxide film,
The film thickness of the silicon nitride film, etc. is uniform within the wafer surface and between wafers, and has high reproducibility. (2) The wafer should not slip or warp due to thermal strain due to temperature difference. (3) A large number of wafers can be processed per operation. (4) The processing time per operation is short. (5) Air is mixed in at the same time when the substrate to be heat treated is taken in and out of the container, and an oxide film does not grow on the surface of the substrate to be heat treated due to the air. Etc.

【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、膜質の低
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。
[0004] Conventionally, as compared with the semiconductor integrated circuit, 1000
In the process of heat treatment such as oxidation at a high temperature near ℃, a heat insulating material is provided around the heater to improve the temperature uniformity,
A soaking tube made of silicon carbide or the like is provided between the heater and the process tube. When performing high-temperature heat treatment using such a semiconductor heat treatment apparatus, air is simultaneously mixed when a semiconductor wafer is taken in and out of a container, an oxide film is formed in an uncontrolled atmosphere, and the oxide film is formed by high-temperature heat treatment. The uniformity of the film or the diffusion layer deteriorates, or the quality of the film deteriorates. To prevent these, lower the temperature when inserting the semiconductor wafer into the container, expel the mixed air with a high-purity gas such as nitrogen, argon, or oxygen, and then raise the temperature, and after the heat treatment, lower the temperature. The method of taking out is taken.

【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。
Therefore, if a heat treatment apparatus having a large heat capacity of a heat source is used, it takes time to raise and lower the temperature before and after the oxidation and heat treatment at a desired temperature, resulting in lower productivity.
There is a problem that the depth of the impurity diffusion layer cannot be kept shallow. In addition, if the semiconductor wafer is rapidly taken out from the container and then cooled after being subjected to oxidation or heat treatment, a large temperature difference occurs in the surface of the semiconductor wafer, causing slippage or warping and deformation. This is often due to a radial temperature difference in the plane of the semiconductor wafer.

【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。
In addition, when a plurality of substrates to be heat treated are installed vertically to the heater, if the heating rate of the heater is increased in order to raise the temperature rise, heating is radiated from the heater in principle. The heat is absorbed by the substrate to be treated, but because the multiple substrates to be treated that are placed in parallel with each other cast shadows on each other, the temperature difference around this substrate during heating and cooling becomes faster than at the center. It was difficult to make the radial temperature distribution of the substrate to be treated uniform.

【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。
As described above, conventionally, in order to heat a large number of semiconductor wafers once (batch type), it is desirable to install the wafers in the reaction vessel perpendicular to the heater and parallel to each other. When the temperature of the wafer is suddenly raised or lowered, or when loading / unloading (wafer loading / unloading) is performed, a temperature difference occurs in the radial direction of the wafer, and thermal distortion causes slipping, crystal defects, or warpage of the wafer. There was a problem such as occurrence of. Also,
Especially for 8-inch wafers or more, since a large temperature distribution is generated in the wafer surface, it is impossible to increase the temperature raising / lowering rate too much. Two solutions are proposed to solve this problem. There is.

【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。
One is to increase the distance between the wafers. When the distance between the wafers is increased, the non-uniformity in the wafer surface is slightly solved. However, this is not sufficient, and there is a problem that the number of wafers that can be processed at one time is significantly reduced.

【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7に示す。半導体ウェハ12を平行に配置する治具1
3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。
The other is to use a "ring" as disclosed in JP-A-5-6894. That is, "when a plurality of substrates to be heat-treated are arranged in parallel to each other in a region surrounded by a heater, a jig for supporting the substrates is formed into a ring shape, and the heat capacity of the substrate including the jig is set at a central portion. The peripheral area is made larger than that of ". This is shown in FIG. Jig 1 for arranging semiconductor wafers 12 in parallel
A ring 17 having a relatively large heat capacity is connected to 3, and the heat capacity of the semiconductor wafer 12 including the jig 13 is set to be larger in the peripheral portion than in the central portion. As a result, in-plane non-uniformity of the wafer is significantly reduced. However, since the heat capacity of the peripheral portion of the wafer is set to be large, there arises a problem that the time (delay time) for the wafer temperature to follow the heater temperature at the time of raising and lowering the temperature increases. Therefore, the temperature raising / lowering rate cannot be increased sufficiently.

【0010】[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。
As described above, the conventional heat treatment apparatus has a problem that the in-plane temperature distribution of the substrate to be heat treated becomes uneven when the temperature of the heater is raised or lowered. In the conventional solution for solving this problem, there are problems such as a decrease in the substrate to be heat-treated at one time and an increase in delay time.

【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。
The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, reduces the number of substrates to be heat treated at one time, does not increase the delay time, and at the same time makes the in-plane temperature distribution of the substrates to be heat treated uniform. It is an object of the present invention to provide a heat treatment device that enables the heat treatment.

【0012】[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から構成され、この治具は、
被熱処理基体周辺部に位置し被熱処理基体に入射する放
射熱もしくは被熱処理基体から放射する放射熱を反射せ
しめる反射手段を具備することを特徴とする熱処理装
置。
In order to achieve the above object, in the present invention, a heating chamber into which a predetermined gas is introduced, a heating heater installed around the heating chamber and capable of raising and lowering the temperature, And a jig for supporting a plurality of substrates to be heat-treated arranged in a heating chamber in parallel with each other.
An apparatus for heat treatment, comprising: a reflection unit that is located in the peripheral portion of a substrate to be heat treated and that reflects radiant heat incident on the substrate to be heat treated or radiant heat emitted from the substrate to be heat treated.

【0013】さらに、この治具は、金、白金、炭化シリ
コンもしくはタングステンの何れかを主成分とするリン
グ状の部材を石英により包含してなり、被熱処理基体周
辺部を支持するリングトレーを具備することを特徴とす
る。
Further, this jig includes a ring-shaped member containing gold, platinum, silicon carbide or tungsten as a main component by quartz, and has a ring tray for supporting the peripheral portion of the substrate to be heat treated. It is characterized by doing.

【0014】また、複数の被熱処理基体の周辺部にこの
被熱処理基体に入射する放射熱もしくは被熱処理基体か
ら放射する放射熱を反射せしめる複数の反射手段をそれ
ぞれ配置する工程と、被熱処理基体の周辺部に配置した
加熱ヒータを昇温もしくは降温する工程とを具備するこ
とを特徴とする熱処理方法を提供する。
Further, a step of arranging a plurality of reflecting means for reflecting the radiant heat incident on the heat-treated substrate or the radiant heat emitted from the heat-treated substrate on the peripheral portions of the plurality of heat-treated substrates, respectively, and And a step of raising or lowering the temperature of the heater arranged in the peripheral portion.

【0015】[0015]

【作用】本発明で提供する手段を用いると、例えば昇温
時には、被熱処理基体周辺部に配置された加熱ヒータか
ら、被熱処理基体の周辺部へ入射する放射熱を反射し、
これを隣接する被熱処理基体の中央部に照射させるた
め、被熱処理基体の周辺部の昇温が抑圧されるととも
に、中央部の昇温が加速される。この結果、被熱処理基
体の処理温度の均一性を維持したまま、高速な昇温が可
能になる。逆に、降温時には、被熱処理基体周辺部から
放射する放射熱を反射させるため、被熱処理温度の均一
性を維持することが可能になる。
When the means provided by the present invention is used, for example, when the temperature is raised, the radiant heat incident on the peripheral portion of the substrate to be heat-treated is reflected from the heater disposed in the peripheral portion of the substrate to be heat-treated,
Since this is irradiated to the central portion of the adjacent heat-treated substrate, the temperature increase in the peripheral portion of the heat-treated substrate is suppressed and the temperature increase in the central portion is accelerated. As a result, it is possible to raise the temperature at high speed while maintaining the uniformity of the processing temperature of the heat-treated substrate. On the contrary, when the temperature is lowered, the radiant heat radiated from the peripheral portion of the heat-treated substrate is reflected, so that it is possible to maintain the uniformity of the heat-treated temperature.

【0016】[0016]

【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
22を区画する縦型円筒形の外管23及び内管24と、
この加熱室22の周囲に設置され昇温及び降温が可能な
加熱ヒータ21と、加熱室22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)32と、ガス導入管28と、ガス放出
管29とから構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall structure of a heat treatment apparatus using the present invention. This heat treatment apparatus includes a vertical cylindrical outer tube 23 and an inner tube 24 that define a heating chamber 22 into which a predetermined gas is introduced,
A heater 21 installed around the heating chamber 22 and capable of raising and lowering the temperature, and a boat (a jig for supporting a plurality of semiconductor wafers (substrates to be heat treated) 12 arranged in the heating chamber 22 in parallel to each other. ) 32, a gas introduction pipe 28, and a gas discharge pipe 29.

【0017】さらに、このボート32は、金、白金、炭
化シリコン、もしくはタングステンの何れかを主成分と
するリング状の部材を石英により包含してなり、半導体
ウェハ12の周辺部を支持するリングトレー30を具備
している。リング状の部材は反射率が比較的高い(0.
97以上が望ましい)部材を用いる。
Further, the boat 32 includes a ring-shaped member containing gold, platinum, silicon carbide, or tungsten as a main component with quartz, and a ring tray for supporting the peripheral portion of the semiconductor wafer 12. Equipped with 30. The ring-shaped member has a relatively high reflectance (0.
97 or more is preferable).

【0018】図2はボート32の詳細を示す斜視図であ
る。すなわち、ボート32は、4本の支持ロッド31、
平行に配置されたリングトレー30とから構成され、リ
ングトレー30は反射手段として作用するリング状の反
射板34及びこれを包摂する包摂部材33から構成され
る。包摂部材はロッド31等と同一の部材、例えば石英
等、熱放射に関し、輻射率及び吸収率が比較的小さい部
材からなる。
FIG. 2 is a perspective view showing the details of the boat 32. That is, the boat 32 includes four support rods 31,
The ring tray 30 is arranged in parallel with the ring tray 30. The ring tray 30 is composed of a ring-shaped reflection plate 34 that acts as a reflection means and an inclusion member 33 that includes the reflection plate 34. The inclusion member is made of the same member as the rod 31 or the like, for example, quartz or the like, which has a relatively small emissivity and absorptance with respect to heat radiation.

【0019】リングトレー30の具体的な寸法を図4
(a)を参照して説明する。8インチウェーハ対応の場
合、リングの形状は内半径が60〜80mm、幅が20
〜40mmのリング状であり、厚さは2mmである。内
部には金反射板が包摂されており、この反射板の具体的
な寸法は幅18〜38mm、厚さ10μmである。リン
グトレー30の表面と反射板との間は、どの部位をとっ
ても、少なくとも約1mmの石英によって隔てられてい
る。この結果、熱処理中に金等によって半導体ウェハ1
2が汚染されるのを防ぐことができる。なお、半導体ウ
ェハ12間の間隔は11mmである。
The specific dimensions of the ring tray 30 are shown in FIG.
This will be described with reference to (a). For 8-inch wafers, the ring has an inner radius of 60 to 80 mm and a width of 20.
It has a ring shape of -40 mm and a thickness of 2 mm. A gold reflector is included inside, and the specific dimensions of this reflector are 18 to 38 mm in width and 10 μm in thickness. The surface of the ring tray 30 and the reflection plate are separated by quartz of at least about 1 mm at any part. As a result, during the heat treatment, the semiconductor wafer
2 can be prevented from being contaminated. The distance between the semiconductor wafers 12 is 11 mm.

【0020】このように構成すると、昇温時には、半導
体ウェハ12の周辺部に配置された加熱ヒータ21か
ら、半導体ウェハ12の周辺部へ入射する放射熱を反射
し、これを隣接する半導体ウェハ12の中央部に照射さ
せるため、半導体ウェハ12の周辺部の昇温が抑圧され
るとともに、中央部の昇温が加速される。この結果、半
導体ウェハの処理温度の均一性を維持したまま、高速な
昇温が可能になる。逆に、降温時には、半導体ウェハ周
辺部から放射する放射熱を反射させるため、被熱処理温
度の均一性を維持することが可能になる。さらに、半導
体ウェハ面内の均一性を維持するのに必要なウェハ間隔
を狭く設定することが可能となる。
With this structure, when the temperature is raised, the radiant heat incident on the peripheral portion of the semiconductor wafer 12 is reflected from the heaters 21 arranged in the peripheral portion of the semiconductor wafer 12, and this is reflected. Since the central portion of the semiconductor wafer 12 is irradiated, the temperature rise in the peripheral portion of the semiconductor wafer 12 is suppressed and the temperature rise in the central portion is accelerated. As a result, it is possible to raise the temperature at high speed while maintaining the uniformity of the processing temperature of the semiconductor wafer. On the contrary, since the radiant heat radiated from the peripheral portion of the semiconductor wafer is reflected when the temperature is lowered, it becomes possible to maintain the uniformity of the temperature to be heat treated. Further, it becomes possible to set the wafer interval necessary to maintain the uniformity in the plane of the semiconductor wafer to be narrow.

【0021】図3は本発明の昇温時の特性を従来例等と
比較した図である。55はヒータ21の設定温度であ
り、600℃から4分かけて1000℃に昇温する様子
を示している。511は従来のボート(リング無し)を
用いたときの、半導体ウェハ周辺部の温度を、512は
中央部の温度を示している。521は従来のボート(リ
ング有り、形状を最適化している)を用いたときの、半
導体ウェハ周辺部の温度を、522は中央部の温度を示
している。501は本発明のリングトレーを用いたボー
トに昇温動作を施した時の、半導体ウェハ周辺部の温度
を、502は中央部の温度を示している。いずれも、半
導体ウェハは周辺部より加熱されるため、どの時点をと
っても、周辺部の方が高温となっている。51は従来型
ボート(リング無し)を用いたときの、ある時点での周
辺部と中央部との温度差である。52は従来型リングボ
ートを用いたときの、50は本発明のリングボートを用
いたときの周辺部と中央部との温度差である。この図よ
り、リング付きボートを用いた場合に、中央部と周辺部
との温度差が縮小し、均一性が維持されていることがわ
かる。これは、従来型のリングによる熱容量の増大もし
くは、本発明の反射板による遮蔽効果により、周辺部の
温度上昇が抑えられているためである。さらに、本発明
では、設定温度に対する基板温度の追随時間(遅延時
間)が従来型リングによるものと比較して、大幅に短縮
されていることがわかる。これは、従来型リングボート
においては、半導体ウェハ周辺部の熱容量を増加させる
ため、昇温時間のロスが存在したが、本発明のリングで
は、反射板により温度差を補償しているため、熱容量を
ほとんど増加させないからである。さらに、反射板によ
り反射したヒータからの放射熱は半導体ウェハ中央部へ
と入射し、これがウェハ中央部の温度上昇をより高める
要因ともなっている。以上説明したように、本発明のリ
ングにしてはじめて、温度の均一性を維持しつつ遅延時
間を短縮することが可能になる。
FIG. 3 is a diagram comparing the characteristics of the present invention at the time of temperature rise with the conventional example. Reference numeral 55 is a set temperature of the heater 21, and shows how the temperature is raised from 600 ° C. to 1000 ° C. in 4 minutes. Reference numeral 511 indicates the temperature of the peripheral portion of the semiconductor wafer and 512 indicates the temperature of the central portion when a conventional boat (without a ring) is used. Reference numeral 521 indicates the temperature of the peripheral portion of the semiconductor wafer and 522 indicates the temperature of the central portion when a conventional boat (with a ring, the shape is optimized) is used. Reference numeral 501 indicates the temperature of the peripheral portion of the semiconductor wafer when the boat using the ring tray of the present invention is heated, and 502 indicates the temperature of the central portion. In both cases, the semiconductor wafer is heated from the peripheral portion, so that the peripheral portion has a higher temperature at any time. Reference numeral 51 is a temperature difference between the peripheral portion and the central portion at a certain time when the conventional boat (without the ring) is used. Reference numeral 52 is a temperature difference when using the conventional ring boat, and 50 is a temperature difference between the peripheral portion and the central portion when the ring boat of the present invention is used. From this figure, it is understood that when the boat with a ring is used, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion is reduced and the uniformity is maintained. This is because the increase in heat capacity due to the conventional ring or the shielding effect due to the reflector of the present invention suppresses the temperature rise in the peripheral portion. Further, in the present invention, it can be seen that the follow-up time (delay time) of the substrate temperature with respect to the set temperature is significantly shortened as compared with the conventional ring. This is because in the conventional ring boat, the heat capacity of the peripheral portion of the semiconductor wafer is increased, so that there is a loss in the temperature rising time. However, in the ring of the present invention, the temperature difference is compensated by the reflector, so the heat capacity is reduced. Is almost never increased. Further, the radiant heat from the heater, which is reflected by the reflecting plate, is incident on the central portion of the semiconductor wafer, which also causes a rise in the temperature of the central portion of the wafer. As described above, the ring time of the present invention makes it possible to reduce the delay time while maintaining the temperature uniformity.

【0022】以上は、昇温時についてのみ説明したが、
降温時についても同様であるので、説明を省略する。続
いて、本発明のリングトレーの変形例について、説明す
る。図4(b)はリングトレー30の変形例の具体的な
寸法を示した図である。リングの形状は内半径が60〜
80mm、幅が20〜40mmのリング状であり、厚さ
は2mm、内部には金反射板が包摂されており、この反
射板の具体的な寸法は幅18〜38mm、厚さ10μm
である点は上述の例と同様である。本実施例では、高さ
1mm、幅1mmのリング状の突起35がトレー上に形
成されている。この突起35は半導体ウェハ12をトレ
ーの中心部に支持するため、さらには、温度の均一化に
も寄与する。上述の例と同様に、リングトレー30の表
面と反射板との間は、どの部位をとっても、少なくとも
約1mmの石英によって隔てられている。この結果、熱
処理中に金等によって半導体ウェハ12が汚染されるの
を防ぐことができる。
Although the above description has been made only when the temperature is raised,
The same applies to the case of cooling the temperature, and thus the description thereof will be omitted. Next, a modified example of the ring tray of the present invention will be described. FIG. 4B is a diagram showing specific dimensions of a modified example of the ring tray 30. The ring has an inner radius of 60-
It has a ring shape with a width of 80 mm and a width of 20 to 40 mm, a thickness of 2 mm, and a gold reflection plate is included inside. The specific dimensions of this reflection plate are a width of 18 to 38 mm and a thickness of 10 μm.
Is the same as the above-mentioned example. In this embodiment, a ring-shaped protrusion 35 having a height of 1 mm and a width of 1 mm is formed on the tray. Since the protrusion 35 supports the semiconductor wafer 12 at the center of the tray, it also contributes to uniform temperature. Similar to the example described above, the surface of the ring tray 30 and the reflection plate are separated by quartz of at least about 1 mm at any position. As a result, it is possible to prevent the semiconductor wafer 12 from being contaminated with gold or the like during the heat treatment.

【0023】図5はリングトレーに変えて、円盤状トレ
ー40を用いた例である。図5(a)によると、円盤状
トレー40内部のうち、半導体ウェハの周辺部の直下に
相当する部位にはリング状に厚さ10μmの反射板44
が形成されている。この反射板は金、白金、タングステ
ン等から構成される。トレーの厚さは2mmである。ま
た、周辺部には突起45が形成されている。図5(b)
は、円盤状トレー40の変形例である。すなわち、円盤
状トレー40内部の、半導体ウェハの周辺部の直下に相
当する部位にはリング状に厚さ10μmの反射板44が
形成され、半導体ウェハ中央部の直下に相当する部位に
は円盤状の輻射部材47が形成されている。輻射部材4
7は熱放射に関して、石英よりも輻射率及び吸収率が高
い、炭化シリコン、シリコン等の材料から構成される。
昇温時には当該輻射部材からの輻射熱により半導体ウェ
ハの中心部が加熱され、降温時には当該輻射部材は半導
体ウェハ中心部の熱を吸収する。この結果、本発明の第
1の実施例よりも、より高速な昇降温が実現できる。
FIG. 5 shows an example in which a disc tray 40 is used instead of the ring tray. According to FIG. 5A, in the disk-shaped tray 40, a portion of the disk-shaped tray 40 immediately below the peripheral portion of the semiconductor wafer has a ring-shaped reflector 44 having a thickness of 10 μm.
Are formed. This reflector is made of gold, platinum, tungsten or the like. The thickness of the tray is 2 mm. Further, a protrusion 45 is formed on the peripheral portion. Figure 5 (b)
Is a modification of the disc-shaped tray 40. That is, a ring-shaped reflector 44 having a thickness of 10 μm is formed inside the disc-shaped tray 40 immediately below the peripheral portion of the semiconductor wafer, and a disc-shaped reflector 44 is formed directly below the central portion of the semiconductor wafer. The radiation member 47 is formed. Radiant member 4
7 is made of a material such as silicon carbide or silicon, which has a higher emissivity and higher absorptivity than quartz in terms of heat radiation.
When the temperature is raised, the central portion of the semiconductor wafer is heated by the radiant heat from the radiant member, and when the temperature is lowered, the radiant member absorbs the heat in the central portion of the semiconductor wafer. As a result, the temperature can be raised and lowered at a higher speed than in the first embodiment of the present invention.

【0024】図6(a)は、図4(b)に示したリング
トレーに付加して、石英等により下部突起36を設けた
ものである。このトレー上に半導体ウェハを配置する
と、実質的な熱容量がウェハ周辺部に付加されるため、
この突起の高さ等を調整することによって、昇温、降温
時の温度の均一性をより高めることができる。図6
(b)は図5(b)に下部突起36を付加したものであ
る。同様に、昇温、降温時の温度の均一性をより高める
ことができる。
FIG. 6A shows a ring tray shown in FIG. 4B, which is provided with a lower protrusion 36 made of quartz or the like. Placing a semiconductor wafer on this tray adds substantial heat capacity to the periphery of the wafer,
By adjusting the height of the protrusions and the like, it is possible to further increase the uniformity of temperature during temperature increase and decrease. Figure 6
FIG. 5B shows a lower projection 36 added to FIG. Similarly, it is possible to further increase the uniformity of temperature during temperature increase and decrease.

【0025】[0025]

【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。
As described above, according to the present invention, the number of substrates to be heat-treated at one time does not decrease, the delay time does not increase, and at the same time, the in-plane temperature distribution of the substrates to be heat-treated is made uniform. It is possible to provide a heat treatment apparatus capable of performing the above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例のボートの詳細を示した斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view showing details of the boat according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明および従来例の昇温時の温度特性を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing temperature characteristics during temperature rise of the present invention and a conventional example.

【図4】本発明の実施例におけるトレーの詳細を示した
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing details of the tray in the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の別の実施例におけるトレーの詳細を示
した断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing details of a tray according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明のさらに別の実施例におけるトレーの詳
細を示した断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing details of a tray according to still another embodiment of the present invention.

【図7】従来例を示した断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional example.

【符号の説明】 30 リングトレー 31 支持ロッド 32 ボート 33 包摂部材(石英) 34 反射板(金)[Explanation of symbols] 30 ring tray 31 support rod 32 boat 33 inclusion member (quartz) 34 reflector (gold)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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から構成され、この治具は、前記
被熱処理基体周辺部に位置し前記被熱処理基体に入射す
る放射熱もしくは前記被熱処理基体から放射する放射熱
を反射せしめる反射手段を具備することを特徴とする熱
処理装置。
1. A heating chamber into which a predetermined gas is introduced, a heater installed around the heating chamber and capable of raising and lowering the temperature, and a plurality of substrates to be heat-treated arranged in the heating chamber are mutually connected. The jig is configured to support in parallel, and the jig is provided in the peripheral portion of the heat-treated substrate and has a reflection means for reflecting radiant heat incident on the heat-treated substrate or radiant heat emitted from the heat-treated substrate. A heat treatment apparatus comprising.
【請求項2】 前記治具は、金、白金、炭化シリコンも
しくはタングステンの何れかを主成分とするリング状の
部材を石英により包含してなり、前記被熱処理基体周辺
部を支持するトレー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。
2. The jig includes a ring-shaped member containing quartz, a ring-shaped member containing gold, platinum, silicon carbide, or tungsten as a main component, and a tray for supporting a peripheral portion of the substrate to be heat-treated. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein
【請求項3】 複数の被熱処理基体の周辺部にこの被熱
処理基体に入射する放射熱もしくは前記被熱処理基体か
ら放射する放射熱を反射せしめる複数の反射手段をそれ
ぞれ配置する工程と、 前記被熱処理基体の周辺部に配置した加熱ヒータを昇温
もしくは降温する工程とを具備することを特徴とする熱
処理方法。
3. A step of arranging a plurality of reflecting means for reflecting radiant heat incident on the heat-treated base body or radiant heat radiated from the heat-treated base body on the peripheral portions of the plurality of heat-treated base bodies, respectively. And a step of raising or lowering the temperature of a heater arranged in the peripheral portion of the base body.
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