JPH09306921A

JPH09306921A - 熱処理方法および装置

Info

Publication number: JPH09306921A
Application number: JP8119899A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Oshika; 克志大鹿
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理物の熱処理時の温度の再現性と面内温
度の均一性を向上させ、被処理物の歩留りを向上させ
る。【解決手段】半導体ウェハ１の外周部１ａに応じた形
状の内周面２ｆが設けられたウェハざぐり２ａを備えた
サセプタ２と、サセプタ２の表面２ｂおよび裏面２ｃか
ら僅かに離れたその近傍２ｄでそれぞれに表面２ｂおよ
び裏面２ｃと対向して設置されかつそれぞれに表面２ｂ
および裏面２ｃを覆う２枚のプレートヒータ３と、半導
体ウェハ１の外周部１ａに応じた形状の枠部８ａを備え
かつサセプタ２とプレートヒータ３との間に設けられた
リングヒータ８と、内部４ａで半導体ウェハ１の熱処理
が行われる処理容器４とからなり、２枚のプレートヒー
タ３によって半導体ウェハ１に対し直接的な熱輻射加熱
を行うとともに、リングヒータ８によってサセプタ２を
介して半導体ウェハ１を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造技術に
おいて、半導体ウェハなどの被処理物の熱処理技術に関
し、特に、被処理物の加熱時における面内温度の均一性
を向上させる熱処理方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】被処理物の一例である半導体ウェハの熱処
理技術においては、その大口径化や不純物層のシャロー
化が行われるため、熱処理の枚葉高温短時間化が進めら
れている。

【０００４】なお、熱処理の際、半導体ウェハではその
外周部における熱放射があるため、半導体ウェハの外周
部の温度がその中央部に比べて低くなる。

【０００５】ここで、半導体ウェハの熱処理を行う熱処
理装置では、半導体ウェハを平板状の被処理物支持部材
である平板サセプタ上に搭載して加熱する。

【０００６】この際、半導体ウェハはその外周部におい
て熱放射し、さらに、半導体ウェハと平板サセプタとの
間で熱伝導が行われる。

【０００７】なお、半導体ウェハと平板サセプタとの間
の熱伝導は、平板サセプタにおけるウェハ保持部とウェ
ハ非保持部（ウェハ保持部の外周部）との単位面積当た
りの熱容量の差によって行われるものであり、半導体ウ
ェハの昇温時と降温時とで熱伝導の方向が逆になる。

【０００８】つまり、半導体ウェハが搭載された平板サ
セプタにおいては、ウェハ保持部の単位面積当たりの熱
容量の方が、ウェハ非保持部の単位面積当たりの熱容量
よりも大きいため、昇温時はウェハ非保持部（ウェハ保
持部の外周部）の温度上昇の方が速く、平板サセプタか
ら半導体ウェハに熱が伝わる。

【０００９】これとは逆に、降温時はウェハ非保持部の
温度降下の方が速いため、半導体ウェハから平板サセプ
タに熱が伝わる。

【００１０】なお、熱処理装置（アニーリング装置）に
ついては、例えば、株式会社工業調査会、１９９０年１
０月２０日発行、「電子材料別冊、超ＬＳＩ製造・試験
装置ガイドブック＜１９９１年版＞」、４７〜５２頁に
記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術における熱処理装置では、平板サセプタに半導体ウェ
ハを搭載しているため、半導体ウェハと平板サセプタと
の間に前記熱伝導が発生し、昇降温時の両方で平板サセ
プタの温度の均一性を保つことは困難である。

【００１２】したがって、半導体ウェハの面内温度の均
一性が低下し、不純物の拡散および不純物の活性化が不
均一になり、これによって、半導体ウェハの熱処理にお
ける各半導体ウェハごとの温度の再現性や面内温度の均
一性が低下することが問題とされる。

【００１３】さらに、半導体ウェハの熱処理時の面内温
度の均一性の低下によって、半導体ウェハに反りが発生
し、その結果、半導体チップの歩留りを低下させること
が問題とされる。

【００１４】本発明の目的は、被処理物の熱処理時の温
度の再現性と面内温度の均一性を向上させ、かつ被処理
物の歩留りを向上させる熱処理方法および装置を提供す
ることにある。

【００１５】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１７】すなわち、本発明の熱処理方法は、被処理
物の外周部に応じた形状の内周面を有する被処理物保持
部を備えた被処理物支持部材の前記被処理物保持部に前
記被処理物を搭載し、前記被処理物支持部材の表裏両面
の僅かに離れた近傍から前記表裏両面全体を加熱し、前
記被処理物を熱輻射加熱および前記被処理物支持部材を
介して加熱するものである。

【００１８】さらに、本発明の熱処理方法は、被処理物
の外周部に応じた形状の枠部を備えかつ枠内部が前記被
処理物の外周部よりも僅かに大きい枠状加熱手段によっ
て、前記被処理物支持部材を加熱し、前記被処理物支持
部材を介して前記被処理物を加熱するものである。

【００１９】また、本発明の熱処理装置は、被処理物の
外周部に応じた形状の内周面が設けられた被処理物保持
部を備えた被処理物支持部材と、前記被処理物支持部材
の表裏両面から僅かに離れたその近傍で前記表裏両面と
対向して設置されかつ前記表裏両面を覆う主加熱手段と
を有し、前記被処理物の加熱時に、前記主加熱手段によ
って熱輻射加熱および前記被処理物支持部材を介して前
記被処理物の加熱を行うものである。

【００２０】これにより、被処理物に対して直接的な熱
輻射加熱と被処理物支持部材を介した加熱とを行うこと
ができる。

【００２１】また、被処理物支持部材の被処理物保持部
が被処理物の外周部に応じた形状の内周面を備えている
ため、被処理物の保有する熱が被処理物の外周部から放
散することを低減できる。

【００２２】その結果、被処理物の熱処理における被処
理物ごとの温度の再現性や面内温度の均一性を向上させ
ることができる。

【００２３】さらに、本発明の熱処理装置は、被処理物
の外周部に応じた形状の枠部を備えかつ枠内部が前記被
処理物の外周部よりも僅かに大きい枠状加熱手段を有
し、前記枠状加熱手段が前記被処理物支持部材と前記主
加熱手段との間に設けられているものである。

【００２４】なお、本発明の熱処理装置は、前記被処理
物保持部に前記被処理物を搭載して前記被処理物を加熱
した際に、前記被処理物支持部材が、前記被処理物支持
部材の被処理物保持部と前記被処理物支持部材の外周部
とにおける単位面積当たりの熱容量がほぼ同一になる深
さの前記被処理物保持部を有しているものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２６】図１は本発明による熱処理装置の構造の実
施の形態の一例を示す概念図、図２は本発明の熱処理装
置における被処理物支持部材の構造の実施の形態の一例
を示す断面図、図３は本発明の熱処理装置における主加
熱手段と枠状加熱手段の構造の実施の形態の一例を示す
断面図、図４は本発明の熱処理装置における主加熱手段
と枠状加熱手段の構造の実施の形態の一例を示す平面図
である。

【００２７】本実施の形態による熱処理装置の構成は、
被処理物の一例である半導体ウェハ１の外周部１ａに応
じた形状すなわち円形の内周面２ｆが設けられたウェハ
ざぐり（被処理物保持部）２ａを備えたサセプタ（被処
理物支持部材）２と、サセプタ２の表面２ｂおよび裏面
２ｃから僅かに離れたその近傍２ｄでそれぞれ表面２ｂ
および裏面２ｃと対向して設置されかつそれぞれ表面２
ｂおよび裏面２ｃを覆う２枚のプレートヒータ３（主加
熱手段）と、内部４ａで半導体ウェハ１の熱処理が行わ
れる処理容器４（チャンバともいう）とからなる。

【００２８】つまり、本実施の形態の熱処理装置は、半
導体ウェハ１を支持するサセプタ２の表面２ｂおよび裏
面２ｃ側に配置された２枚のプレートヒータ３によっ
て、半導体ウェハ１に対して直接的な熱輻射加熱とサセ
プタ２を介した加熱とを行うものである。

【００２９】なお、前記熱処理装置は、１つのサセプタ
２に１つのウェハざぐり２ａが設けられている場合であ
る。したがって、前記熱処理装置は枚葉処理式のもので
ある。

【００３０】また、本実施の形態の熱処理装置は、半導
体ウェハ１の外周部１ａに応じた形状の枠部８ａを備え
かつ枠内部８ｂが半導体ウェハ１の外周部１ａよりも僅
かに大きい枠状加熱手段であるリングヒータ８を有して
おり、２つのリングヒータ８がそれぞれサセプタ２とプ
レートヒータ３との間に設けられている。

【００３１】ここで、本実施の形態においては、被処理
物が半導体ウェハ１であり、半導体ウェハ１は円形であ
るため、枠部８ａも円形であり、その結果、リングヒー
タ８は円形の枠部８ａを有したヒータ部材である。

【００３２】また、前記熱処理装置の処理容器４には、
熱処理時に、内部４ａにＨ₂ガスなどの気体を供給する
ガス供給手段５および半導体ウェハ１の搬入出を行うゲ
ートバルブ６が設けられている。

【００３３】さらに、サセプタ２には、サセプタ昇降手
段２ｅが設けられ、半導体ウェハ１の搬入出時に、サセ
プタ昇降手段２ｅによってサセプタ２を昇降させ、半導
体ウェハ１の受け渡しを行う。

【００３４】なお、２枚のプレートヒータ３には、それ
ぞれ少なくとも１つの温度センサ７が取り付けられ、熱
処理時には常にプレートヒータ３の温度を変えられるよ
うに制御している。

【００３５】また、図２に示す被処理物支持部材である
サセプタ２は、例えば、グラファイト、ＳｉＣ、Ｓｉ、
ＧａＡｓ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮまたはＢＮなどによって
形成され、その中央付近に被処理物保持部であるウェハ
ざぐり２ａを有している。

【００３６】ここで、サセプタ２のウェハざぐり２ａ
は、半導体ウェハ１の外周部１ａに応じた形状である。

【００３７】つまり、ウェハざぐり２ａは、半導体ウェ
ハ１の外周部１ａにほぼ沿った形状からなる内周面２ｆ
を有しており、例えば、半導体ウェハ１の直径が３イン
チであれば、ウェハざぐり２ａの内径は、３インチ＋２
ｍｍ程度であり、さらに、サセプタ２の外周部２ｇの外
形は、４インチ程度である。

【００３８】また、主加熱手段であるプレートヒータ３
は、例えば、グラファイトなどによって形成され、細長
い形状のヒータ部材を隙間ができないように折り畳んで
形成したものである。

【００３９】これにより、プレートヒータ３は、図３お
よび図４に示すように、サセプタ２の表面２ｂおよび裏
面２ｃをそれぞれほぼ全体に渡って覆う大きさを有して
いる。

【００４０】また、本実施の形態による熱処理装置のリ
ングヒータ８は、サセプタ２の外周部２ｇ（サセプタ２
におけるウェハざぐり２ａの外側箇所）をその表面２ｂ
および裏面２ｃから加熱するものであるが、必ずしも表
面２ｂおよび裏面２ｃの両側に設けられていなくてもよ
く、何れか一方の側にだけ設けられていてもよい。

【００４１】さらに、リングヒータ８は、例えば、セラ
ミックスやカーボンなどによって形成され、その枠内部
８ｂの内径は、例えば、３.5インチ（３インチ半導体ウ
ェハ１の場合）程度のものである。

【００４２】なお、リングヒータ８を用いてサセプタ２
の外周部２ｇを加熱することにより、サセプタ２の外周
部２ｇにおける熱放射を防止することができる。

【００４３】ここで、リングヒータ８の温度制御は、プ
レートヒータ３の温度制御とは別に行う。

【００４４】これにより、昇降温時のサセプタ２の外周
部２ｇからの熱放射を防止し、外周部２ｇの温度低下を
防止できる。

【００４５】その結果、半導体ウェハ１の面内温度の均
一性を向上させることができる。

【００４６】また、本実施の形態の熱処理装置は、ウェ
ハざぐり２ａに半導体ウェハ１を搭載して半導体ウェハ
１を加熱した際に、サセプタ２が、サセプタ２のウェハ
ざぐり２ａとサセプタ２の外周部２ｇとにおける単位面
積当たりの熱容量がほぼ同一になる深さ２ｈのウェハざ
ぐり２ａを有している。

【００４７】なお、ウェハざぐり２ａの深さ２ｈとサセ
プタ２の厚さ２ｉ（ここでは、サセプタ２の外周部２ｇ
の厚さ２ｉのこと）とを最適化することにより、サセプ
タ２のウェハざぐり２ａとサセプタ２の外周部２ｇとに
おける単位面積当たりの熱容量をほぼ同一にすることが
できる。

【００４８】ここで、サセプタ２の外周部２ｇにおける
単位面積当たりの熱容量をＣｓ（cal ／ｋ）、比熱をＳ
ｓ（cal ／ｇ×ｋ）、厚さ２ｉをｔ（ｍｍ）、比重をＭ
ｓ（ｇ／ｍｍ³）とし、また、サセプタ２のウェハざぐ
り２ａにおける単位面積当たりの熱容量をＣｘ（cal ／
ｋ）、深さ２ｈをｄ（ｍｍ）とし、さらに、半導体ウェ
ハ１の単位面積当たりの熱容量をＣｗ（cal ／ｋ）、比
熱をＳｗ（cal ／ｇ×ｋ）、厚さ１ｂをｔｗ（ｍｍ）、
比重をＭｗ（ｇ／ｍｍ³）とすると、サセプタ２の外周
部２ｇにおける単位面積当たりの熱容量は、Ｃｓ＝Ｃｗ＋Ｃｘ・・・（１）式によって求められる。

【００４９】この時、それぞれの熱容量は、Ｃｓ＝Ｓｓ
×Ｍｓ×ｔ、Ｃｗ＝Ｓｗ×Ｍｗ×ｔｗ、Ｃｘ＝Ｓｓ×Ｍ
ｓ×（ｔ−ｄ）に置き換えることができるため、（１）
式は、Ｓｓ×Ｍｓ×ｔ＝（Ｓｗ×Ｍｗ×ｔｗ＋Ｓｓ×Ｍｓ×（ｔ−ｄ））・・・（２）式と表すことができる。

【００５０】したがって、（２）式が成り立つようにサ
セプタ２の材質、ウェハざぐり２ａの深さ２ｈおよびサ
セプタ２の外周部２ｇの厚さ２ｉを決める。

【００５１】これにより、サセプタ２のウェハざぐり２
ａとサセプタ２の外周部２ｇとにおける単位面積当たり
の熱容量をほぼ同一にすることができる。

【００５２】その結果、半導体ウェハ１とサセプタ２と
の間の熱伝導を防止できるとともに、半導体ウェハ１の
面内の均熱性を向上させることができる。

【００５３】次に、本実施の形態による熱処理方法につ
いて説明する。

【００５４】まず、処理容器４の内部４ａにおいて、半
導体ウェハ１の外周部１ａに応じた形状の内周面２ｆが
設けられたウェハざぐり２ａを備えたサセプタ２と、半
導体ウェハ１の外周部１ａに応じた形状の枠部８ａを備
えかつ枠内部８ｂが半導体ウェハ１の外周部１ａよりも
僅かに大きいリングヒータ８とを準備する。

【００５５】その後、ガス供給手段５によって処理容器
４の内部４ａにＨ₂ガスなどの気体を供給して処理容器
４の内部４ａに前記気体の雰囲気を形成する。

【００５６】さらに、サセプタ昇降手段２ｅによってサ
セプタ２を降下させ、サセプタ２を待機させる。

【００５７】続いて、ゲートバルブ６を介して半導体ウ
ェハ１を処理容器４の内部４ａに搬入し、サセプタ２の
ウェハざぐり２ａに半導体ウェハ１を搭載する。

【００５８】さらに、サセプタ昇降手段２ｅによってサ
セプタ２を所定位置まで上昇させ、サセプタ２を２枚の
プレートヒータ３および２つのリングヒータ８のほぼ中
間付近で、かつ、リングヒータ８の枠内部８ｂに収まる
ように配置させる。

【００５９】その後、半導体ウェハ１を加熱する際、温
度センサ７が検知する温度値に基づいてプレートヒータ
３の温度とリングヒータ８の温度とを別々に制御する。

【００６０】つまり、リングヒータ８によってサセプタ
２の外周部２ｇを加熱し、これにより、半導体ウェハ１
をサセプタ２を介して加熱する。

【００６１】一方、サセプタ２の表面２ｂおよび裏面２
ｃの僅かに離れた近傍２ｄから２枚のプレートヒータ３
によってサセプタ２の表面２ｂおよび裏面２ｃ全体を加
熱する。

【００６２】これにより、プレートヒータ３は、半導体
ウェハ１を直接的に熱輻射加熱するとともに、サセプタ
２を介した半導体ウェハ１の加熱も行う。

【００６３】その結果、半導体ウェハ１は、プレートヒ
ータ３からの直接的な熱輻射加熱と、サセプタ２を介し
た加熱とによって温められ、その面内における均熱性が
保たれた状態で熱処理される。

【００６４】本実施の形態の熱処理方法および装置によ
れば、以下のような作用効果が得られる。

【００６５】すなわち、半導体ウェハ１の外周部１ａに
応じた形状の内周面２ｆが設けられたウェハざぐり２ａ
を備えたサセプタ２と、サセプタ２の表面２ｂおよび裏
面２ｃの近傍２ｄで表面２ｂおよび裏面２ｃとそれぞれ
対向して設置されかつそれぞれ表面２ｂおよび裏面２ｃ
を覆う２枚のプレートヒータ３とを有し、サセプタ２の
ウェハざぐり２ａに半導体ウェハ１を搭載して、サセプ
タ２の表面２ｂおよび裏面２ｃから半導体ウェハ１を熱
輻射加熱およびサセプタ２を介して加熱することによ
り、半導体ウェハ１に対して直接的な熱輻射加熱とサセ
プタ２を介した加熱とを行うことができる。

【００６６】また、サセプタ２のウェハざぐり２ａが半
導体ウェハ１の外周部１ａに応じた形状の内周面２ｆを
備えているため、半導体ウェハ１の保有する熱が半導体
ウェハ１の外周部１ａから放散することを低減できる。

【００６７】さらに、半導体ウェハ１は、サセプタ２の
表面２ｂおよび裏面２ｃを覆うプレートヒータ３によっ
て直接的に熱輻射加熱されるため、サセプタ２の外周部
２ｇの温度が低下した場合でも、サセプタ２のウェハざ
ぐり２ａの温度をほぼ均一に保つことができる。

【００６８】これにより、半導体ウェハ１の熱処理にお
ける半導体ウェハ１ごとの温度の再現性や面内温度の均
一性を向上させることができる。

【００６９】また、半導体ウェハ１の熱処理時の面内温
度の均一性を向上させることができるため、半導体ウェ
ハ１の変形やスリップライン（結晶転位現象）の発生を
防止することができ、その結果、半導体ウェハ１の歩留
りを向上できる。

【００７０】なお、サセプタ２のウェハざぐり２ａが半
導体ウェハ１の外周部１ａに応じた形状の内周面２ｆを
備えているため、半導体ウェハ１をウェハざぐり２ａに
搭載した際に、半導体ウェハ１を確実に保持することが
できる。

【００７１】また、半導体ウェハ１の外周部１ａに応じ
た形状の枠部８ａを備えかつ枠内部８ｂが半導体ウェハ
１の外周部１ａよりも僅かに大きいリングヒータ８が、
サセプタ２とプレートヒータ３との間に設けられている
ことによって、サセプタ２の外周部２ｇを加熱すること
ができる。

【００７２】したがって、サセプタ２の外周部２ｇが常
に均熱状態で温められるため、ウェハざぐり２ａの内周
面２ｆ付近も常に温められた状態を保つことができる。

【００７３】これにより、ウェハざぐり２ａに搭載され
た半導体ウェハ１は、その外周部１ａがウェハざぐり２
ａの内周面２ｆ近くに位置し、かつ、半導体ウェハ１の
外周部１ａが内周面２ｆからの輻射熱を受けるため、半
導体ウェハ１の保有する熱が半導体ウェハ１の外周部１
ａから放散することを防止できる。

【００７４】その結果、半導体ウェハ１の面内温度の均
一性を向上させることができる。

【００７５】また、ウェハざぐり２ａに半導体ウェハ１
を搭載して半導体ウェハ１を加熱した際に、サセプタ２
が、そのウェハざぐり２ａとサセプタ２の外周部２ｇと
における単位面積当たりの熱容量がほぼ同一になる深さ
２ｈのウェハざぐり２ａを有していることにより、サセ
プタ２と半導体ウェハ１との間における熱伝導を防止す
ることができる。

【００７６】さらに、サセプタ２におけるウェハざぐり
２ａとその外周部２ｇとの温度の昇降温の差を低減する
ことができる。

【００７７】これにより、半導体ウェハ１の面内におけ
る均熱性を向上させることができ、その結果、半導体ウ
ェハ１の面内温度の均一性を向上させることができる。

【００７８】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。

【００７９】例えば、前記実施の形態による熱処理装置
においては、サセプタ２（被処理物支持部材）の外周部
２ｇに応じた形状の枠部８ａを備えた枠状加熱手段であ
るリングヒータ８が、サセプタ２とプレートヒータ３と
の間に設けられている場合を説明したが、図５に示す他
の実施の形態のように、サセプタ２はリングヒータ８
（枠状加熱手段）の枠内部８ｂに配置されていてもよ
い。

【００８０】この場合も、リングヒータ８がサセプタ２
の外周部２ｇを加熱するため、前記実施の形態の熱処理
装置の場合と同様の作用効果を得ることができる。

【００８１】また、前記実施の形態における熱処理装置
は、処理容器４の内部４ａに半導体ウェハ１を搬入した
後、サセプタ２のウェハざぐり２ａに半導体ウェハ１を
搭載する場合を説明したが、サセプタ２（被処理物支持
部材）が、ウェハざぐり２ａ（被処理物保持部）に半導
体ウェハ１（被処理物）を搭載して搬送し得る部材であ
ってもよい。

【００８２】これは、半導体ウェハ１を搭載して搬送し
得るサセプタ２を用い、半導体ウェハ１をサセプタ２ご
と処理容器４に搬入出するものである。

【００８３】つまり、処理容器４とゲートバルブ６を介
して接続されたロードロック室などに、外部から予め半
導体ウェハ１を搭載したサセプタ２を搬送し、前記ロー
ドロック室内でサセプタ２ごとその専用ケースなどに収
容しておく。

【００８４】その後、半導体ウェハ１を熱処理する際に
は、サセプタ２ごとゲートバルブ６を介して処理容器４
の内部４ａに搬入し、２枚のプレートヒータ３の中間付
近にサセプタ２を配置して半導体ウェハ１を熱処理す
る。

【００８５】これにより、サセプタ２ごと半導体ウェハ
１の搬入出を行うため、本実施の形態による熱処理装置
の自動化を図ることができ、前記熱処理装置の稼働率を
向上させることができる。

【００８６】また、前記実施の形態の熱処理装置は枚様
処理式のものであったが、複数個の被処理物を搭載可能
な被処理物支持部材を用い、前記被処理物支持部材の表
裏両面に主加熱手段を配置して熱処理を行うバッチ処理
式のものであってもよく、これにより、一度に複数個の
被処理物の熱処理を行うことができる。

【００８７】さらに、被処理物は半導体ウェハ１に限ら
ず熱処理を行うものであれば、他のものであってもよ
い。

【００８８】したがって、被処理物の形状は円形に限ら
ないため、枠状加熱手段もリングヒータ８に限らず、枠
形状が被処理物の外形に応じた形状でかつ被処理物支持
部材の外周部を加熱可能であれば、枠状加熱手段はリン
グ以外の他の枠形状を備えたものであってもよい。

【００８９】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００９０】（１）．被処理物の外周部に応じた形状の
内周面が設けられた被処理物保持部を備えた被処理物支
持部材と、被処理物支持部材の表裏両面の近傍で前記表
裏両面と対向して設置されかつ前記表裏両面を覆う主加
熱手段とを有し、被処理物支持部材の表裏両面から被処
理物を熱輻射加熱および被処理物支持部材を介して加熱
することにより、被処理物支持部材の被処理物保持部の
温度をほぼ均一に保つことができる。その結果、被処理
物の熱処理における被処理物ごとの温度の再現性や面内
温度の均一性を向上させることができる。

【００９１】（２）．被処理物支持部材の被処理物保持
部が被処理物の外周部に応じた形状の内周面を備えてい
るため、被処理物の保有する熱が被処理物の外周部から
放散することを低減できる。さらに、被処理物は、被処
理物支持部材の表裏両面を覆う主加熱手段によって直接
的に熱輻射加熱されるため、被処理物支持部材の外周部
の温度が低下した場合でも、被処理物支持部材の被処理
物保持部の温度をほぼ均一に保つことができ、その結
果、被処理物の熱処理における被処理物ごとの温度の再
現性や面内温度の均一性を向上させることができる。

【００９２】（３）．被処理物の熱処理時の面内温度の
均一性を向上させることができるため、被処理物の変形
やスリップライン（結晶転位現象）の発生を防止するこ
とができ、その結果、被処理物の歩留りを向上できる。

【００９３】（４）．被処理物支持部材の被処理物保持
部が被処理物の外周部に応じた形状を備えているため、
被処理物を被処理物保持部に搭載した際に、被処理物を
確実に保持することができる。

【００９４】（５）・被処理物の外周部に応じた形状の
枠部を備えかつ枠内部が被処理物の外周部よりも僅かに
大きい枠状加熱手段が、被処理物支持部材と主加熱手段
との間に設けられていることによって、被処理物支持部
材の外周部を加熱することができる。これにより、被処
理物の保有する熱が被処理物の外周部から放散すること
を防止でき、その結果、被処理物の面内温度の均一性を
向上できる。

【００９５】（６）．被処理物支持部材が、被処理物支
持部材の被処理物保持部と被処理物支持部材の外周部と
における単位面積当たりの熱容量がほぼ同一になる深さ
の被処理物保持部を有していることにより、被処理物支
持部材と被処理物との間における熱伝導を防止すること
ができる。さらに、被処理物支持部材における被処理物
保持部とその外周部との温度の昇降温の差を低減するこ
とができる。これにより、被処理物の均熱性を向上させ
ることができ、その結果、被処理物の面内温度の均一性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱処理装置の構造の実施の形態の
一例を示す概念図である。

【図２】本発明の熱処理装置における被処理物支持部材
の構造の実施の形態の一例を示す断面図である。

【図３】本発明の熱処理装置における主加熱手段と枠状
加熱手段の構造の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の熱処理装置における主加熱手段と枠状
加熱手段の構造の実施の形態の一例を示す平面図であ
る。

【図５】本発明の他の実施の形態である熱処理装置にお
ける主加熱手段と枠状加熱手段の構造の一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１半導体ウェハ（被処理物）１ａ外周部１ｂ厚さ２サセプタ（被処理物支持部材）２ａウェハざぐり（被処理物保持部）２ｂ表面２ｃ裏面２ｄ近傍２ｅサセプタ昇降手段２ｆ内周面２ｇ外周部２ｈ深さ２ｉ厚さ３プレートヒータ（主加熱手段）４処理容器４ａ内部５ガス供給手段６ゲートバルブ７温度センサ８リングヒータ（枠状加熱手段）８ａ枠部８ｂ枠内部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物を加熱する熱処理方法であっ
て、前記被処理物の外周部に応じた形状の内周面を有する被
処理物保持部を備えた被処理物支持部材の前記被処理物
保持部に前記被処理物を搭載し、前記被処理物支持部材の表裏両面の僅かに離れた近傍か
ら前記表裏両面全体を加熱し、前記被処理物を熱輻射加熱および前記被処理物支持部材
を介して加熱することを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】請求項１記載の熱処理方法であって、前
記被処理物の外周部に応じた形状の枠部を備えかつ枠内
部が前記被処理物の外周部よりも僅かに大きい枠状加熱
手段によって、前記被処理物支持部材を加熱し、前記被
処理物支持部材を介して前記被処理物を加熱することを
特徴とする熱処理方法。
【請求項３】請求項１または２記載の熱処理方法であ
って、前記被処理物支持部材を用いて前記被処理物保持
部に搭載した前記被処理物を前記被処理物支持部材ごと
搬入出することを特徴とする熱処理方法。
【請求項４】被処理物の加熱を行う熱処理装置であっ
て、前記被処理物の外周部に応じた形状の内周面が設けられ
た被処理物保持部を備えた被処理物支持部材と、前記被処理物支持部材の表裏両面から僅かに離れたその
近傍で前記表裏両面と対向して設置され、かつ前記表裏
両面を覆う主加熱手段とを有し、前記被処理物の加熱時に、前記主加熱手段によって熱輻
射加熱および前記被処理物支持部材を介して前記被処理
物の加熱を行うことを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】請求項４記載の熱処理装置であって、前
記被処理物の外周部に応じた形状の枠部を備えかつ枠内
部が前記被処理物の外周部よりも僅かに大きい枠状加熱
手段を有し、前記枠状加熱手段が前記被処理物支持部材
と前記主加熱手段との間に設けられていることを特徴と
する熱処理装置。
【請求項６】請求項４記載の熱処理装置であって、前
記被処理物支持部材の外周部に応じた形状の枠部を備え
た枠状加熱手段を有し、前記枠状加熱手段の枠内部に前
記被処理物支持部材が配置されていることを特徴とする
熱処理装置。
【請求項７】請求項４，５または６記載の熱処理装置
であって、前記被処理物保持部に前記被処理物を搭載し
て前記被処理物を加熱した際に、前記被処理物支持部材
が、前記被処理物支持部材の被処理物保持部と前記被処
理物支持部材の外周部とにおける単位面積当たりの熱容
量がほぼ同一になる深さの前記被処理物保持部を有して
いることを特徴とする熱処理装置。
【請求項８】請求項４，５，６または７記載の熱処理
装置であって、前記被処理物支持部材が前記被処理物保
持部に前記被処理物を搭載して搬送し得る部材であるこ
とを特徴とする熱処理装置。