JPH0766147A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JPH0766147A JPH0766147A JP23100993A JP23100993A JPH0766147A JP H0766147 A JPH0766147 A JP H0766147A JP 23100993 A JP23100993 A JP 23100993A JP 23100993 A JP23100993 A JP 23100993A JP H0766147 A JPH0766147 A JP H0766147A
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- Japan
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- heat
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-
- 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
- C23C16/48—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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/481—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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被処理体での面内均一性を確保しながら効率
良く昇温させて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】 被処理体に対向する発熱源２０は、被処理体
の中心位置から延長される垂直線に対して、被処理体外
周縁に入射する熱線の入射角を、上記被処理体の被処理
面が半導体膜あるいは絶縁膜である場合に６０度以下に
設定する形状とされている。このため、被処理体外周縁
での熱吸収率が高められることで、面内均一性を確保す
ることができる。
良く昇温させて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】 被処理体に対向する発熱源２０は、被処理体
の中心位置から延長される垂直線に対して、被処理体外
周縁に入射する熱線の入射角を、上記被処理体の被処理
面が半導体膜あるいは絶縁膜である場合に６０度以下に
設定する形状とされている。このため、被処理体外周縁
での熱吸収率が高められることで、面内均一性を確保す
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置に関し、特
に、縦型プロセスチューブにおける加熱構造に関する。
に、縦型プロセスチューブにおける加熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体ウェハ、ＬＣＤ基板など
の製造においては、酸化、拡散、アニール、ＣＶＤなど
の処理を行なうために、各種の熱処理装置が使用され
る。これらの熱処理装置においては、例えばプロセスの
高精度化を達成すること、被処理体の面内の温度分布の
均一性を向上させること、また熱処理の効率を高めるこ
となどが大きな技術課題となっている。
の製造においては、酸化、拡散、アニール、ＣＶＤなど
の処理を行なうために、各種の熱処理装置が使用され
る。これらの熱処理装置においては、例えばプロセスの
高精度化を達成すること、被処理体の面内の温度分布の
均一性を向上させること、また熱処理の効率を高めるこ
となどが大きな技術課題となっている。
【０００３】ところで、近年、半導体プロセスはより微
細化が進み、これとともに、ウェハの口径も８インチ〜
１２インチへと、より大口径化が進んでおり、またＬＣ
Ｄ基板などの大型の基板を均一に効率良く処理する熱処
理装置も必要となってきている。このような状況に応じ
てプロセスの微細化が進み、被処理体が大口径化するの
に応じて処理のさらなる高精度化、被処理体の面内での
温度分布のさらなる均一化、熱処理効率のさらなる向上
が必要とされる。
細化が進み、これとともに、ウェハの口径も８インチ〜
１２インチへと、より大口径化が進んでおり、またＬＣ
Ｄ基板などの大型の基板を均一に効率良く処理する熱処
理装置も必要となってきている。このような状況に応じ
てプロセスの微細化が進み、被処理体が大口径化するの
に応じて処理のさらなる高精度化、被処理体の面内での
温度分布のさらなる均一化、熱処理効率のさらなる向上
が必要とされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、被処理体の大
口径化に伴い、被処理体に生じるスリップ、歪みを効果
的に防止し、また、被処理体の面内での温度分布の均一
性の向上を図る必要がある。従って、このような要求に
対しては、被処理体にいかにして均一に温度を加える
か、また、中心部より周辺部のほうが放熱量が大きいた
めに生じる中央部と周辺部との温度差をいかにして少な
くするか等が大きな技術課題となる。また、被処理体の
面内での膜質、膜厚の均一化を図るために、いかにして
短時間で効率良く熱処理を行なうかなども大きな技術課
題となる。
口径化に伴い、被処理体に生じるスリップ、歪みを効果
的に防止し、また、被処理体の面内での温度分布の均一
性の向上を図る必要がある。従って、このような要求に
対しては、被処理体にいかにして均一に温度を加える
か、また、中心部より周辺部のほうが放熱量が大きいた
めに生じる中央部と周辺部との温度差をいかにして少な
くするか等が大きな技術課題となる。また、被処理体の
面内での膜質、膜厚の均一化を図るために、いかにして
短時間で効率良く熱処理を行なうかなども大きな技術課
題となる。
【０００５】そこで、本発明の目的とするところは、上
記従来の熱処理装置における要求課題に鑑み、被処理体
での面内均一性を確保しながら効率良く昇温させて熱処
理することができる熱処理装置を提供することにある。
記従来の熱処理装置における要求課題に鑑み、被処理体
での面内均一性を確保しながら効率良く昇温させて熱処
理することができる熱処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、被処理面に半導膜あるいは
絶縁膜を有する被処理体を搬入出可能であって、処理位
置に水平配置される被処理体を熱処理する縦型プロセス
チューブと、上記縦型プロセスチューブと対向して配置
されていて被処理体よりも大きい寸法を設定されている
発熱源と、を備え、上記発熱源は、上記被処理体の垂線
に対して、端部から被処理体外周縁に入射する熱線の入
射角を、上記被処理体の被処理面が半導膜あるいは絶縁
膜である場合に６０度以下に設定する形状とされている
ことを特徴としている。
め、請求項１記載の発明は、被処理面に半導膜あるいは
絶縁膜を有する被処理体を搬入出可能であって、処理位
置に水平配置される被処理体を熱処理する縦型プロセス
チューブと、上記縦型プロセスチューブと対向して配置
されていて被処理体よりも大きい寸法を設定されている
発熱源と、を備え、上記発熱源は、上記被処理体の垂線
に対して、端部から被処理体外周縁に入射する熱線の入
射角を、上記被処理体の被処理面が半導膜あるいは絶縁
膜である場合に６０度以下に設定する形状とされている
ことを特徴としている。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、上記被処理面と対向する位置の熱輻射面径をＢ、被
処理面径をＤ、上記熱輻射面と被処理面との間の距離を
ｈとしたとき、 ｈ≧０．５７８×（Ｂ−Ｄ）／２ の条件を満足することを特徴としている。
て、上記被処理面と対向する位置の熱輻射面径をＢ、被
処理面径をＤ、上記熱輻射面と被処理面との間の距離を
ｈとしたとき、 ｈ≧０．５７８×（Ｂ−Ｄ）／２ の条件を満足することを特徴としている。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項２におい
て、上記発熱源は、一次熱源と二次輻射熱源とを有し、
二次輻射熱源の輻射面径を上記被処理面と対向する位置
の熱輻射面径Ｂとしたことを特徴としている。
て、上記発熱源は、一次熱源と二次輻射熱源とを有し、
二次輻射熱源の輻射面径を上記被処理面と対向する位置
の熱輻射面径Ｂとしたことを特徴としている。
【０００９】
【作用】本発明によれば、被処理体の周辺部での放熱量
を補うことができる入射角を設定することで面内での温
度差をなくし、面内均一性を確保することができる。し
かも、昇温速度も早めることができる。つまり、被処理
体が受ける熱源からの放射強度は、被処理体に対して垂
直に入射した場合が最も大きく、垂直線から水平線に向
けて傾斜角が大きくなるに従って小さくなる。そこで、
本発明では、半導体膜あるいは絶縁膜の場合には、上記
放射強度を損ねない入射角を設定することで、被処理体
の面内での温度分布を一様にすると共に昇温速度を低下
させないようにしている。
を補うことができる入射角を設定することで面内での温
度差をなくし、面内均一性を確保することができる。し
かも、昇温速度も早めることができる。つまり、被処理
体が受ける熱源からの放射強度は、被処理体に対して垂
直に入射した場合が最も大きく、垂直線から水平線に向
けて傾斜角が大きくなるに従って小さくなる。そこで、
本発明では、半導体膜あるいは絶縁膜の場合には、上記
放射強度を損ねない入射角を設定することで、被処理体
の面内での温度分布を一様にすると共に昇温速度を低下
させないようにしている。
【００１０】さらに、本発明では、発熱源の寸法を被処
理体よりも大きくすることで、発熱源の端部からの熱の
入射を多くして周縁部での放熱量を補うことによっても
被処理体の昇温速度を損ねることがない。
理体よりも大きくすることで、発熱源の端部からの熱の
入射を多くして周縁部での放熱量を補うことによっても
被処理体の昇温速度を損ねることがない。
【００１１】本発明では、発熱源の型式に拘らず、昇温
速度を損ねることがない。つまり、この種、熱処理装置
では、ヒータを発熱源とする場合あるいは、このヒータ
からの一次輻射を受けて蓄線し、被処理体への均一な温
度分布を行なわせるための二次的な熱輻射を行なう均熱
部材を設けた場合においても上記条件を設定することで
上記作用を発揮させることができる。
速度を損ねることがない。つまり、この種、熱処理装置
では、ヒータを発熱源とする場合あるいは、このヒータ
からの一次輻射を受けて蓄線し、被処理体への均一な温
度分布を行なわせるための二次的な熱輻射を行なう均熱
部材を設けた場合においても上記条件を設定することで
上記作用を発揮させることができる。
【００１２】
【実施例】以下、図面において本発明の詳細を説明す
る。
る。
【００１３】図１は、本発明による熱処理装置の熱処理
部１０の上部を示す模式図である。熱処理部１０は、例
えば、半導体ウェハやＬＣＤ基板等の被処理体に対して
各種の熱処理を行なうための部分であり、被処理体が配
置されるプロセスチューブ１２を備えている。プロセス
チューブ１２は、断熱性に優れ、かつ金属汚染の少ない
高純度石英によって構成されている。
部１０の上部を示す模式図である。熱処理部１０は、例
えば、半導体ウェハやＬＣＤ基板等の被処理体に対して
各種の熱処理を行なうための部分であり、被処理体が配
置されるプロセスチューブ１２を備えている。プロセス
チューブ１２は、断熱性に優れ、かつ金属汚染の少ない
高純度石英によって構成されている。
【００１４】プロセスチューブ１２の上壁と対向する上
方位置には、ヒータユニット１４が設けられている。ヒ
ータユニット１４は、例えば、アルミナセラミックスか
らなる断熱材１６の内壁面に面状発熱源１８が固定配置
されて構成されている。面状発熱源１８を設けるにあた
り、例えば、断熱材１６の内壁に図示しない耐火材を設
け、これに面状発熱源１８を固定するようにしてもよ
い。また、この面状発熱源１８は、例えば、二ケイ化モ
リブデン、または、鉄とクロムとアルミニュウムとの合
金線であるカンタル（商品名）線等のヒータエレメント
を面状に配置することにより構成されている。このよう
な面状発熱源１８を備えたヒータユニット１４を設ける
ことで、被処理体１００の処理面を均一に熱処理するこ
とが可能になる。
方位置には、ヒータユニット１４が設けられている。ヒ
ータユニット１４は、例えば、アルミナセラミックスか
らなる断熱材１６の内壁面に面状発熱源１８が固定配置
されて構成されている。面状発熱源１８を設けるにあた
り、例えば、断熱材１６の内壁に図示しない耐火材を設
け、これに面状発熱源１８を固定するようにしてもよ
い。また、この面状発熱源１８は、例えば、二ケイ化モ
リブデン、または、鉄とクロムとアルミニュウムとの合
金線であるカンタル（商品名）線等のヒータエレメント
を面状に配置することにより構成されている。このよう
な面状発熱源１８を備えたヒータユニット１４を設ける
ことで、被処理体１００の処理面を均一に熱処理するこ
とが可能になる。
【００１５】また、プロセスチューブ１２と面状発熱源
１８との間には、面状発熱源１８からの熱を被処理体に
対して均一に与えるための均熱部材２０が配置されてい
る。この均熱部材２０は、例えば、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）等の、汚染度が比較的低く、かつ、耐熱性の良好な
材質が選択され、被処理体の外周縁までを含む範囲に配
置されている。このような均熱部材２０を設けることに
より、面状発熱源１８に発熱ムラが発生した場合でも、
この発熱ムラを解消して熱処理のための面内での加熱量
を等しくするようになっている。このような均熱部材２
０は、その材質からいって、汚染度が低いものであるの
で、プロセスチューブ１２の処理空間を面状発熱源１８
から熱的に隔離することができる。このため、面状発熱
源１８が汚染の原因となる重金属を含む材料で構成され
ている場合であっても、重金属による汚染を防止するこ
とができる。なお、均熱部材２０としては、上記した炭
化ケイ素（ＳｉＣ）そのものとすることに限らず、例え
ば、グラファイトの表面に炭化ケイ素（ＳｉＣ）をＣＶ
Ｄ処理によって被覆して設けてもよい。
１８との間には、面状発熱源１８からの熱を被処理体に
対して均一に与えるための均熱部材２０が配置されてい
る。この均熱部材２０は、例えば、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）等の、汚染度が比較的低く、かつ、耐熱性の良好な
材質が選択され、被処理体の外周縁までを含む範囲に配
置されている。このような均熱部材２０を設けることに
より、面状発熱源１８に発熱ムラが発生した場合でも、
この発熱ムラを解消して熱処理のための面内での加熱量
を等しくするようになっている。このような均熱部材２
０は、その材質からいって、汚染度が低いものであるの
で、プロセスチューブ１２の処理空間を面状発熱源１８
から熱的に隔離することができる。このため、面状発熱
源１８が汚染の原因となる重金属を含む材料で構成され
ている場合であっても、重金属による汚染を防止するこ
とができる。なお、均熱部材２０としては、上記した炭
化ケイ素（ＳｉＣ）そのものとすることに限らず、例え
ば、グラファイトの表面に炭化ケイ素（ＳｉＣ）をＣＶ
Ｄ処理によって被覆して設けてもよい。
【００１６】ところで、本実施例では、一次熱源が面状
発熱体１８によって構成され、この発熱源１８からの熱
を蓄熱して二次的な熱輻射を行なう部材として均熱部材
２０が相当しており、均熱部材２０が被処理体に対する
直接の発熱源となる。
発熱体１８によって構成され、この発熱源１８からの熱
を蓄熱して二次的な熱輻射を行なう部材として均熱部材
２０が相当しており、均熱部材２０が被処理体に対する
直接の発熱源となる。
【００１７】そして、この発熱源の形状は、次の条件を
踏まえて設定されている。
踏まえて設定されている。
【００１８】すなわち、被処理体の被処理面がポリシリ
コン等の半導体膜あるいはＳｉＯ2等の絶縁膜である場
合、図２に示すように、物性的な性質として入射する輻
射熱の成分が、６０度の入射角を境にしてこれ以上の角
度において被処理面での熱の吸収率が減少する方向に変
化する傾向をもつことが明らかになっている。このた
め、本実施例では、 ｈ≧０．５７８×（Ｂ−Ｄ） の条件を満足するように、均熱部材２０の形状寸法を設
定するようになっている。
コン等の半導体膜あるいはＳｉＯ2等の絶縁膜である場
合、図２に示すように、物性的な性質として入射する輻
射熱の成分が、６０度の入射角を境にしてこれ以上の角
度において被処理面での熱の吸収率が減少する方向に変
化する傾向をもつことが明らかになっている。このた
め、本実施例では、 ｈ≧０．５７８×（Ｂ−Ｄ） の条件を満足するように、均熱部材２０の形状寸法を設
定するようになっている。
【００１９】つまり、熱処理装置の設置スペース等の条
件によって熱輻射面径を設定した場合には、この値を基
に、輻射面位置と被処理体位置との間隔を設定すること
になる。特に、被処理体の寸法よりも大きくすること
で、被処理体からはみ出した部分、つまり均熱部材の端
部からの熱量を被処理体の外周縁に供給することがで
き、これにより、均熱部材の寸法が大きくなった範囲か
らの熱を有効に用いることができる。
件によって熱輻射面径を設定した場合には、この値を基
に、輻射面位置と被処理体位置との間隔を設定すること
になる。特に、被処理体の寸法よりも大きくすること
で、被処理体からはみ出した部分、つまり均熱部材の端
部からの熱量を被処理体の外周縁に供給することがで
き、これにより、均熱部材の寸法が大きくなった範囲か
らの熱を有効に用いることができる。
【００２０】次に作用について説明する。
【００２１】本実施例では、被処理体に対する輻射熱、
特に被処理体の外周縁に対する輻射熱の入射角が６０°
以内に設定される。従って、図２から明らかなように、
被処理体での熱吸収率が向上することになる。
特に被処理体の外周縁に対する輻射熱の入射角が６０°
以内に設定される。従って、図２から明らかなように、
被処理体での熱吸収率が向上することになる。
【００２２】一方、このような熱吸収率を得るための発
熱源、本実施例では均熱部材２０の形状寸法は、上記数
式にて各パラメータが決められることになる。従って、
被処理体からはみでた均熱部材の端部からの熱が有効に
被処理体の外周縁に供給されることになるので、外周縁
での熱吸収率を高めることができ、このことから被処理
体の面内での温度分布を均一化することができる。
熱源、本実施例では均熱部材２０の形状寸法は、上記数
式にて各パラメータが決められることになる。従って、
被処理体からはみでた均熱部材の端部からの熱が有効に
被処理体の外周縁に供給されることになるので、外周縁
での熱吸収率を高めることができ、このことから被処理
体の面内での温度分布を均一化することができる。
【００２３】なお、本発明は、上記実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変形実施する
ことが可能である。
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変形実施する
ことが可能である。
【００２４】例えば、本発明が適用される熱処理装置と
しては、ＣＶＤ装置や、酸化、拡散、アニールに適用さ
れる装置等を対象とすることも可能である。
しては、ＣＶＤ装置や、酸化、拡散、アニールに適用さ
れる装置等を対象とすることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被処理体
の外周縁での熱吸収率を損ねることなく被処理体での面
内均一性を確保することができる。しかも、面内、特に
被処理体の外周縁での熱吸収率を向上させることで、昇
温速度も早めることが可能になる。
の外周縁での熱吸収率を損ねることなく被処理体での面
内均一性を確保することができる。しかも、面内、特に
被処理体の外周縁での熱吸収率を向上させることで、昇
温速度も早めることが可能になる。
【図１】本発明の実施例を示す熱処理装置の上部構成を
説明するための断面図である。
説明するための断面図である。
【図２】本発明による熱処理装置における被処理体への
輻射熱の入射角と被処理体の外周縁での熱吸収率との関
係を示す線図である。
輻射熱の入射角と被処理体の外周縁での熱吸収率との関
係を示す線図である。
【図３】図２に示した熱吸収率を確保するための発熱源
の形状寸法を求めるための各パラメータを説明するため
の模式図である。
の形状寸法を求めるための各パラメータを説明するため
の模式図である。
１０ 熱処理部 １２ プロセスチューブ １８ 面状発熱源 ２０ 均熱部材 Ｂ 熱輻射面径 Ｄ 被処理面径 ｈ 熱副斜面位置と被処理面位置との間の間隔
Claims (3)
- 【請求項１】 被処理面に半導膜あるいは絶縁膜を有す
る被処理体を搬入出可能であって、処理位置に水平配置
される被処理体を熱処理する縦型プロセスチューブと、 上記縦型プロセスチューブと対向して配置されている発
熱源と、 を備え、上記発熱源は、上記被処理体の垂線に対して、
端部から被処理体外周縁に入射する熱線の入射角を、上
記被処理体の被処理面が半導膜あるいは絶縁膜である場
合に６０度以下に設定する形状とされていることを特徴
とする熱処理装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記被処理面と対向する位置の熱輻射面径をＢ、 被処理面径をＤ、 上記熱輻射面と被処理面との間の距離をｈとしたとき、 ｈ≧０．５７８×（Ｂ−Ｄ）／２ の条件を満足することを特徴とする熱処理装置。
- 【請求項３】 請求項２において、 上記発熱源は、一次熱源と二次輻射熱源とを有し、二次
輻射熱源の輻射面径を上記被処理面と対向する位置の熱
輻射面径Ｂとしたことを特徴とする熱処理装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23100993A JPH0766147A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 熱処理装置 |
| KR1019940019770A KR100297282B1 (ko) | 1993-08-11 | 1994-08-11 | 열처리장치 및 열처리방법 |
| TW083110322A TW303498B (ja) | 1993-08-11 | 1994-11-08 | |
| US08/607,189 US5763856A (en) | 1993-08-11 | 1996-02-26 | Heat treatment apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23100993A JPH0766147A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766147A true JPH0766147A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16916821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23100993A Pending JPH0766147A (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-24 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766147A (ja) |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP23100993A patent/JPH0766147A/ja active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020528 |