JPH08102445A - ウエハ加熱装置及びこれに用いる半導体製造用熱処理ウエハボート - Google Patents

ウエハ加熱装置及びこれに用いる半導体製造用熱処理ウエハボート

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JPH08102445A
JPH08102445A JP23677094A JP23677094A JPH08102445A JP H08102445 A JPH08102445 A JP H08102445A JP 23677094 A JP23677094 A JP 23677094A JP 23677094 A JP23677094 A JP 23677094A JP H08102445 A JPH08102445 A JP H08102445A
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JP
Japan
Prior art keywords
wafer
wafer boat
thermocouple
hollow portion
heat treatment
Prior art date
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Pending
Application number
JP23677094A
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English (en)
Inventor
Atsuo Kitazawa
厚男 北沢
Takahiro Tabei
貴浩 田部井
Taku Haneda
卓 羽田
Hiroo Koseki
裕夫 小関
Tomohide Otsuka
朋秀 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、半導体ウエハの熱処理において
ウエハの温度の変化を従来よりも正確に追随して、しか
も均一な熱処理が出来るようにしたウエハ加熱装置及び
そのためのウエハボートを得ようとするものである。 【構成】 炉芯管と、この炉芯管の外側に長さ方向で所
定の数に区分されて配置された加熱手段と、この炉芯管
の内側にウエハを保持する溝付き棒に中空部を成形した
ウエハボートを具備したウエハ加熱装置であって、ウエ
ハボートの少なくとも一つの溝付き棒の中空部に配置し
た熱電対と、この熱電対と炉芯管の外側に区分されて配
置された加熱手段の中で該熱電対に最も近接した加熱手
段が温度制御器を介して導線で連結されていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウエハの加熱
装置及びこれに用いる半導体製造用熱処理ウエハボート
に関し、特にウエハ温度を常に追随して均一に測定しウ
エハを適正に加熱処理するための装置及びこれに用いる
ウエハボートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体製造用熱処理炉の温度測定
には、ヒータと均熱管の間に熱電対を設置して温度を測
定する方法、均熱管と反応管の間に熱電対を設置して測
定する方法、反応管内に熱電対を設置する方法などが行
われている。そして、従来のウエハ加熱装置では1つの
熱電対により、炉芯管の外側に配置される加熱手段を一
括して制御を行っていた。
【0003】これらの方法では、いずれも熱電対の温度
測定位置がウエハの位置から離れており、昇温時にウエ
ハの温度の追随性が悪く、形成膜厚や膜質の制御が十分
に行われなかった。熱電対をウエハボート表面に取り付
けるとこうした問題は大幅に改善されるが、そうすると
熱電対に付着した不純物が拡散しウエハを汚染する恐れ
があり、これを採用することも出来なかった。また、従
来のウエハ加熱装置では、炉芯管(加熱装置)の長さ方
向での均熱性が十分なものではなく、半導体ウエハ特性
の不均一をまねいていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、半導体ウ
エハの熱処理においてウエハの温度の変化を従来よりも
正確に追随して、しかも炉芯管の長さ方向でのバラツキ
のない均一な熱処理が出来るようにしたウエハ加熱装置
及びそのためのウエハボートを得ようとするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、炉芯管と、
この炉芯管の外側に長さ方向で所定の数に区分されて配
置された加熱手段と、この炉芯管の内側にウエハを保持
する複数の溝付き棒に中空部を成形したウエハボートを
具備したウエハ加熱装置であって、ウエハボートの少な
くとも一つの溝付き棒の中空部に配置した熱電対と、こ
の熱電対と炉芯管の外側に区分されて配置された加熱手
段の中で該熱電対に最も近接した加熱手段が温度制御器
を介して導線で連結されていることを特徴とするウエハ
加熱装置(請求項1)、ウエハを保持する複数の溝付き
棒と、この溝付き棒の両端を固着する固定板を具備した
ウエハボートであって、少なくとも一つの溝付き棒と固
定板にこれらを貫通する中空部を形成し、この中空部に
熱電対を設置できるようにしたことを特徴とする半導体
製造用熱処理ウエハボート(請求項2)、ウエハを保持
する溝付き棒が、円形又は多角形であることを特徴とす
る請求項2記載の半導体製造用熱処理ウエハボート(請
求項3)、溝付き棒の断面を楕円形とし、断面楕円形の
長軸方向の一方の部分に中空部を形成し、長軸方向の他
の部分にウエハ保持用の溝を形成したことを特徴とする
請求項2記載の半導体製造用熱処理ウエハボート(請求
項4)、溝付き棒の断面を円形の一部に凸部を有した形
状とし、断面円形の部分に中空部を形成し、断面凸部の
部分にウエハ保持用の溝を形成したことを特徴とする請
求項2記載の半導体製造用熱処理ウエハボート(請求項
5)、溝付き棒及び固定板が反応焼結SiCからなるこ
とを特徴する請求項2乃至5のいずれかに記載の半導体
製造用熱処理ウエハボート(請求項6)及び溝付き棒の
中空部の表面を、CVDによりSiC膜を生成させ、さ
らにその上にSiO2 膜を生成させたことを特徴とする
請求項6記載の半導体製造用熱処理ウエハボート(請求
項7)である。
【0006】
【作用】この発明のウエハ加熱装置は、炉芯管の外側に
長さ方向で所定の数に区分された加熱手段を設けるとと
もに、ウエハボートの溝付き棒の中に中空部を設けてこ
こに熱電対を設置し、熱電対とこれに最も近接した加熱
手段を温度制御手段を介して導線で連結し、炉芯管(加
熱装置)の長さ方向で温度のバラツキを極めて少なくし
て加熱出来るようにするものであり、またここに用いる
ウエハボートはこうした用途に使用出来るように、ウエ
ハボートの溝付き棒の中に中空部を設け、この中に熱電
対が挿入出来るようにするものである。
【0007】
【実施例】図1は請求項1の1実施例になるウエハ加熱
装置の概略を示した説明図である。また、図2乃至図7
は、そのウエハ加熱装置に用いる反応焼結SiC質半導
体製造用熱処理ウエハボートの図である。
【0008】請求項1のウエハ加熱装置を説明する前
に、この発明で用いる請求項2の発明のウエハボートを
図2及び図3によって説明する。図2で、1,1…はウ
エハを保持する溝付き棒、2はこの溝付き棒の各端を固
着する円板状の固定板である。溝付き棒1,1…は、手
前方向にウエハの出入部3を設けるようにして、その上
下を円板状の固定板2,2に固定している。溝付き棒1
の内側にはウエハを保持するために横方向の溝4,4…
が上下方向に多数穿設されている。
【0009】ここまでは従来のウエハボートでも同じで
あるが、この発明のウエハボートでは、さらに溝付き棒
1,1…に長手方向に貫通する中空部5を設けたもので
ある。この中空部5は、上下の円板状の固定板2,2に
も貫通し、この中空部に熱電対が挿入して設置出来るよ
うにする。
【0010】図3は、図2に示すウエハボートの中空部
5に熱電対を挿入したものの、溝付き棒1の溝4での断
面を示したものであり、図3で6が熱電対である。この
実施例では溝付き棒は断面円形として説明したが、溝付
き棒の断面形状は、外に多角形であってもよい。また、
溝付き棒と固定板を貫通する中空部は、少なくとも一つ
の溝付き棒と固定板に設けただけでもよいが、複数の溝
付き棒の各々からウエハへの熱伝導を均一にするために
は、複数の全ての溝付き棒と固定板にこれらを貫通する
中空部を形成することが好ましい。
【0011】図4は、この発明のウエハボートの他の実
施例を示したものである。図4での符号は、図2と同じ
部材は同じ符号で示した。図4に示す実施例で図2に示
すウエハボートと異なる点は、溝付き棒11の断面が相
違するだけである。この実施例では溝付き棒11の断面
が図5に示すように楕円形である。この溝付き棒11で
は、断面楕円形の長軸方向の一方の部分に中空部15を
形成しここに熱電対6を挿入し、長軸方向の他の部分に
ウエハ保持用の溝14を形成する。
【0012】図6は、この発明の他の実施例を示したも
のである。図6での符号は、図2と同じ部材は同じ符号
で示した。図6に示す実施例で図2に示すウエハボート
と異なる点は、溝付き棒21の断面が相違するだけであ
る。この実施例では溝付き棒21の断面が図7に示すよ
うに、溝付き棒の断面を円形の一部に凸部を有した形状
としたものである。そして、断面円形の部分27に上下
に貫通した中空部25を形成しここに熱電対6を挿入
し、断面凸部28の部分にウエハ保持用の溝24を形成
したものである。
【0013】この外にも、溝付き棒の断面形状は各種の
ものが考えられる。例えば断面が瓢箪形のものなどであ
る。これら各種のものが本発明の範囲に包含される。本
願発明は、ウエハ保持用の溝を有する溝付き棒に熱電対
を挿入できる中空部を設けたものを用いた全てを含むも
のである。
【0014】さらに、この発明のウエハボートでは、溝
付き棒に設けた中空部の表面をCVDによりSiC膜を
生成させ、その上にSiO2 膜を生成させたものを含む
ものである。このような溝付き棒を用いると、中空部に
挿入される熱電対の成分である白金とSi又はSiOと
の反応による熱電対の断線を防止することが出来る。
【0015】上記の説明では縦型のウエハボートについ
て説明したが、横型のウエハボートにも同様に適用でき
るものである。即ち、横型ウエハボートの溝付き棒に上
記と同様に中空部を形成したものも本発明に包含される
ものである。
【0016】上記のウエハボートを用いた請求項1の発
明の1実施例のウエハ加熱装置の概略説明図は図1に示
す。図1で30はウエハボートである。また、31,3
1,…は溝付き棒、32は固定板、33,33…は中空
部である。このウエハボート30には、溝付き棒31,
31…に図示しないウエハが嵌挿されて炉芯管34の中
に配置される。炉芯管34の外側には長手方向に沿って
所定の数に区分された加熱手段35,35,…が設置さ
れている。ウエハボート30の各溝付き棒31,31…
の中空部33,33…には熱電対36,36,…が挿入
されている。さらに、熱電対36,36,…は、炉芯管
34の外側の区分されて配置された加熱手段の中の、該
熱電対に最も近い加熱手段35,35,…と導線37で
温度制御装置38を介して接続されている。
【0017】このウエハ加熱装置は、ウエハボート3
0,30…の各溝付き棒31,31…の中空部33,3
3…に熱電対がに挿入されているので、ウエハの温度を
常に追随できるとともに、熱電対36,36,…が炉芯
管34の外側に区分されて配置された加熱手段の中の、
該熱電対に最も近い加熱手段35,35,…だけと温度
制御装置38を介して導線37で接続されているので、
熱電対によって測定されたウエハ温度に基いてそれに最
も近接した加熱手段だけを独立して稼働させ、各加熱手
段を最適な発熱量に制御でき、炉芯管内を長さ方向での
温度のバラツキを少なくすることができ、ひいてはウエ
ハの一層の均一な熱処理を行うことが出来るようにな
る。
【0018】なお、各温度制御装置38,38は、図示
しない中央制御装置により一括制御すれば、装置内の径
時的温度変化にも適宜対応できる。 (使用例)シリコンウエハの同じ熱処理条件の下で、ウ
エハに直接熱電対を接触させて測定した温度(ウエハの
直接の温度)と、均熱管と反応管の間に熱電対を設置し
た場合(熱電対指示温度)について、従来の炉で測定し
た温度と、図2に示す本願発明のウエハボートを用いそ
の溝付き棒の中空部に設置した熱電対で測定した温度を
対比した。結果は表1の通りであった。
【0019】
【表1】 表1に示すように、本願発明によるときはウエハに直接
熱電対を接触させて測定した温度との差がないに対し、
従来では明確に温度差が認められた。
【0020】
【効果】以上の通り、本願発明のウエハボートを用いる
と炉内のウエハの温度を常に追随して正確に測定するこ
とが出来るようになった。また、本願発明の加熱装置を
用いると、炉芯管を長さ方向での温度のバラツキを少な
くすることができ、ひいては半導体ウエハの一層の均一
な熱処理を行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1実施例のウエハ加熱装置の概略を
示す説明図。
【図2】この発明の実施例になるウエハボートの斜視
図。
【図3】この発明の実施例になるウエハボートの溝付き
棒の中空部に熱電対を挿入したものの溝部の断面図。
【図4】この発明の他の実施例になるウエハボートの斜
視図。
【図5】この発明の他の実施例になるウエハボートの溝
付き棒の中空部に熱電対を挿入したものの溝部の断面
図。
【図6】この発明の他の実施例になるウエハボートの斜
視図。
【図7】この発明の他の実施例になるウエハボートの溝
付き棒の中空部に熱電対を挿入したものの溝部の断面
図。
【符号の説明】
1…溝付き棒、2…円板状の固定板、4…溝、5…中空
部、30…ウエハボート、31…溝付き棒、33…中空
部、34…炉芯管、35……区分された加熱手段、36
…熱電対、37…導線、38…温度制御装置。
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 21/31 F 21/68 V // B65D 85/86 (72)発明者 小関 裕夫 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番地 東芝セラミックス株式会社小国製造所内 (72)発明者 大塚 朋秀 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番地 東芝セラミックス株式会社小国製造所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉芯管と、この炉芯管の外側に長さ方向
    で所定の数に区分されて配置された加熱手段と、この炉
    芯管の内側にウエハを保持する複数の溝付き棒に中空部
    を成形したウエハボートを具備したウエハ加熱装置であ
    って、ウエハボートの少なくとも一つの溝付き棒の中空
    部に配置した熱電対と、この熱電対と炉芯管の外側に区
    分されて配置された加熱手段の中で該熱電対に最も近接
    した加熱手段が温度制御器を介して導線で連結されてい
    ることを特徴とするウエハ加熱装置。
  2. 【請求項2】 ウエハを保持する複数の溝付き棒と、こ
    の溝付き棒の両端を固着する固定板を具備したウエハボ
    ートであって、少なくとも一つの溝付き棒と固定板にこ
    れらを貫通する中空部を形成し、この中空部に熱電対を
    設置できるようにしたことを特徴とする半導体製造用熱
    処理ウエハボート。
  3. 【請求項3】 ウエハを保持する溝付き棒が、円形又は
    多角形であることを特徴とする請求項2記載の半導体製
    造用熱処理ウエハボート。
  4. 【請求項4】 溝付き棒の断面を楕円形とし、断面楕円
    形の長軸方向の一方の部分に中空部を形成し、長軸方向
    の他の部分にウエハ保持用の溝を形成したことを特徴と
    する請求項2記載の半導体製造用熱処理ウエハボート。
  5. 【請求項5】 溝付き棒の断面を円形の一部に凸部を有
    した形状とし、断面円形の部分に中空部を形成し、断面
    凸部の部分にウエハ保持用の溝を形成したことを特徴と
    する請求項2記載の半導体製造用熱処理ウエハボート。
  6. 【請求項6】 溝付き棒及び固定板が反応焼結SiCか
    らなることを特徴する請求項2乃至5のいずれかに記載
    の半導体製造用熱処理ウエハボート。
  7. 【請求項7】 溝付き棒の中空部の表面を、CVDによ
    りSiC膜を生成させ、さらにその上にSiO2 膜を生
    成させたことを特徴とする請求項6記載の半導体製造用
    熱処理ウエハボート。
JP23677094A 1994-09-30 1994-09-30 ウエハ加熱装置及びこれに用いる半導体製造用熱処理ウエハボート Pending JPH08102445A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990038729A (ko) * 1997-11-06 1999-06-05 윤종용 웨이퍼의 실제 온도를 측정하는 감지장치를 갖는 종형 확산로
US9035661B2 (en) 2009-12-22 2015-05-19 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Conductivity sensor assembly
CN113327884A (zh) * 2020-02-29 2021-08-31 长鑫存储技术有限公司 晶圆支撑件、晶圆加工装置及晶圆加工方法
WO2023053172A1 (ja) * 2021-09-28 2023-04-06 株式会社Kokusai Electric 支持具、基板処理装置、および半導体装置の製造方法

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CN113327884B (zh) * 2020-02-29 2023-10-17 长鑫存储技术有限公司 晶圆支撑件、晶圆加工装置及晶圆加工方法
WO2023053172A1 (ja) * 2021-09-28 2023-04-06 株式会社Kokusai Electric 支持具、基板処理装置、および半導体装置の製造方法

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