JPH11121391A - 半導体ウェーハの熱処理装置および半導体ウェーハの熱処理方法 - Google Patents

半導体ウェーハの熱処理装置および半導体ウェーハの熱処理方法

Info

Publication number
JPH11121391A
JPH11121391A JP27903297A JP27903297A JPH11121391A JP H11121391 A JPH11121391 A JP H11121391A JP 27903297 A JP27903297 A JP 27903297A JP 27903297 A JP27903297 A JP 27903297A JP H11121391 A JPH11121391 A JP H11121391A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor wafer
heater
heat treatment
lamp
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP27903297A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Ogino
野 浩 荻
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP27903297A priority Critical patent/JPH11121391A/ja
Publication of JPH11121391A publication Critical patent/JPH11121391A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハが大型形状を有していても、
半導体ウェーハに大きな温度勾配が生じることがなく、
かつ高い生産性で半導体ウェーハを熱処理することがで
きる熱処理装置および熱処理方法を提供すること。 【解決手段】 半導体ウェーハの熱処理装置は、複数の
半導体ウェーハを載置するための載置面11aを有する
載置台11と、載置台11を外方から囲う石英管12
と、石英管12の周囲に設けられた抵抗加熱式ヒータ1
5およびランプ加熱式ヒータ16とを備えている。各半
導体ウェーハの周縁部は抵抗加熱式ヒータ15により加
熱され、各半導体ウェーハの中心部はランプ加熱式ヒー
タ16により加熱される。このため半導体ウェーハの周
縁部と半導体ウェーハの中心部との間に、大きな温度勾
配が生じることが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
熱処理装置および半導体ウェーハの熱処理方法に係り、
とりわけ効率良く短時間に半導体ウェーハを熱処理でき
る半導体ウェーハの熱処理装置および半導体ウェーハの
熱処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置を製造する際に、半導体ウェ
ーハに熱処理を施して、酸化膜を形成させたり、不純物
を半導体ウエーハ内に拡散させたりすることが知られて
いる。
【0003】この半導体ウェーハに対する熱処理のため
の装置として、抵抗加熱式ヒータ装置が知られている。
抵抗加熱式ヒータ装置(従来装置)の構成概略図を図4
に示す。図4に示すように、抵抗加熱式ヒータ装置50
は、半導体ウェーハを載置するための複数の載置面51
aがラック状に設けられた載置台(ボート)51と、載
置台51を囲う処理槽としての石英管52と、石英管5
2の周囲に設けられた抵抗加熱式ヒータ55とを備えて
いる。石英管52には、内部にガスを供給するためのガ
ス供給管53と、ガス供給管53によって供給されたガ
スを排出するためのガス排出管54とが設けられてい
る。
【0004】抵抗加熱式ヒータ55は、載置面51aに
対して直交する方向に連続して配置された複数の抵抗加
熱式ヒータ部材55aからなり、細長い柱状に構成さ
れ、石英管52の周囲に円周方向に沿って設けられてい
る。また図4に示すように、石英管52には、周囲の壁
面から熱が伝達されるため、この種の装置はホットウオ
ール型熱処理炉と呼ばれている。さらにまた各抵抗加熱
式ヒータ部材55aには、それぞれ熱電対55bが設け
られており、抵抗加熱式ヒータ部材55aの温度が制御
できるようになっている。
【0005】従来の抵抗加熱式ヒータ装置50において
は、半導体ウエーハを載置台51の載置面51aに搭載
し、半導体ウェーハが搭載された載置台51を石英管5
2内にセットした後、ガス供給管53によってガスを供
給する。同時にガス排出管54によってガスを排出しな
がら、抵抗式加熱ヒータ55を作動する。このように、
石英管52内にガス流を創出しながら抵抗加熱式ヒータ
55によって加熱することにより、抵抗式加熱ヒータ5
5による熱が石英管52の周囲の壁面から石英管52内
全体に伝達され、半導体ウエーハが熱処理される。
【0006】一方、半導体ウェーハに対する熱処理のた
めの装置として、ランプ加熱式ヒータ装置が知られてい
る(例えば、特開平6−188213号公報参照)。ラ
ンプ加熱式ヒータは、半導体ウェーハを個々に熱処理す
るものであり、半導体ウェーハを全体に均一な温度分布
で熱処理することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の抵抗加熱式ヒータ装置50では、大径の半導体
ウェーハを熱処理する場合に以下のような問題がある。
すなわち、半導体ウェーハが大径の場合には石英管52
も大径となり、抵抗加熱式ヒータ55によって供給され
る熱が石英管52の中心部に十分に伝達されないため、
半導体ウェーハの周縁部の昇温速度に比べて、半導体ウ
ェーハの中心部の昇温速度が小さくなる。この場合、半
導体ウェーハ内に温度勾配が生じることとなり、熱応力
等によって半導体ウェーハにスリップ等の転移が発生
し、半導体装置の歩留まりを悪化させる原因となってし
まう。逆に、半導体ウェーハ全体の昇温速度を小さく抑
えれば温度勾配が生じることを防ぐことができるが、熱
処理に時間がかかって生産性が低下してしまう。
【0008】一方、ランプ加熱式ヒータ装置では、半導
体ウェーハ内に温度勾配を生じさせることなく、半導体
ウェーハを全体に均一に昇温して熱処理することが可能
であるが、ランプ加熱式ヒータ装置は半導体ウェーハを
枚葉単位で処理するものであるため、高い生産性を実現
することは実際上極めて困難である。
【0009】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、半導体ウェーハが大型のものであって
も、半導体ウェーハに大きな温度勾配が生じることがな
く、かつ高い生産性で半導体ウェーハを熱処理すること
ができる熱処理装置および熱処理方法を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、処理槽内に設
けられ、半導体ウェーハを載置するための載置面を有す
る載置台と、処理槽の周囲に設けられ、半導体ウェーハ
を加熱する抵抗加熱式ヒータおよびランプ加熱式ヒータ
と、を備えたことを特徴とする半導体ウェーハの熱処理
装置および、 半導体ウェーハの熱処理方法において、抵抗加熱式ヒー
タの作動とランプ加熱式ヒータの作動とを実施的に同時
に開始する工程と、抵抗加熱式ヒータの作動を継続した
まま、ランプ式加熱ヒータの作動を停止する工程と、を
有することを特徴とする半導体ウェーハの熱処理方法で
ある。
【0011】本発明によれば、半導体ウェーハの周縁部
に抵抗加熱式ヒータで熱を与える一方で、半導体ウェー
ハの中心部にランプ加熱式ヒータで熱を与えるため、半
導体ウェーハの周縁部と半導体ウェーハの中心部との間
に大きな温度勾配が生じることが防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1(a)(b)は、本発
明による半導体ウェーハの熱処理装置の実施の形態を示
す構成図である。このうち図1(a)は半導体ウェーハ
の熱処理装置の平面図であり、図1(b)は図1(a)
のA−A線断面図である。図1(a)(b)に示すよう
に、半導体ウェーハの熱処理装置10は、半導体ウェー
ハを載置するための載置面11aを有する載置台(ボー
ド)11と、載置台11を外方から囲う処理槽としての
石英管12と、石英管12の周囲に設けられた抵抗加熱
式ヒータ15と、石英管12の周囲に設けられたランプ
加熱式ヒータ16とを備えている。
【0013】このうち載置台11は複数の載置面11a
を有しており、具体的には、載置面11aはラック状に
積層されている。また石英管12には、内部にガスを供
給するためのガス供給管13と、ガス供給管13によっ
て供給されたガスを排出するためのガス排出管14とが
設けられている。
【0014】また抵抗加熱式ヒータ15は、載置面11
aに対して直交する方向に連続して配置された複数の抵
抗加熱式ヒータ部材15aからなり、細長い柱状に構成
されている。また各抵抗加熱式ヒータ部材15aには、
それぞれ熱電対15bが設けられており、各抵抗加熱式
ヒータ部材15aの温度が制御できるようになってい
る。
【0015】一方、ランプ加熱式ヒータ16は、載置面
11aに対して直交する方向に連続して配置された複数
のランプ加熱式ヒータ部材16aからなり、細長い柱状
に構成されている。
【0016】次に図2により、ランプ加熱式ヒータ部材
16aについて詳述する。ランプ加熱式ヒータ部材16
aは、図2に示すように、石英ガラス面23の内部に収
納されたランプ24と、ランプ24の上下に設けられた
2枚の反射板22とを有している。図2に示すように、
反射板22はランプ24側に反射面22aを有してお
り、この反射面22aは凹状に湾曲した形状となって熱
源が集中できるようになっている。さらに2枚の反射板
22は回転軸25の回転に伴ってそれぞれ可動となって
おり、このため1つのランプ加熱式ヒータ部材16aは
2つの熱源集中角度を可変に設定できるようになってい
る。このため、載置面11aの数の2分の1の数のラン
プ式加熱ヒータ部材16aが1つの柱状に構成され、各
反射板22が各載置面11aに1対1に対応するように
なっている。さらに冷却水経路20が、ランプ24およ
び回転軸25を通過するように設けられている。
【0017】一方、抵抗加熱式ヒータ15とランプ加熱
式ヒータ16とは、図1(a)に示すように、石英管1
2の周囲に円周方向に沿って交互に3つずつ設けられて
いる。また、抵抗加熱式ヒータ15とランプ加熱式ヒー
タ16には、これらを独立に作動させる作動制御部17
が接続されている。また石英管12の上部には、載置面
11aに搭載される半導体ウェーハの温度を測定するた
めの赤外線放射温度計19が設けられている。
【0018】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。図1に示すように、まず半導
体ウェーハを載置台11の載置面11aに搭載する。載
置面11aに半導体ウェーハを搭載した後、載置台11
を石英管12内にセットする。また、ランプ式加熱ヒー
タ16を構成する各ランプ加熱式ヒータ部材16aの2
枚の反射板22を回転軸25周りに回転させ、対応する
2つの載置面11aに搭載された半導体ウェーハのそれ
ぞれの中心部に熱源集中できるように調整しておく。
尚、半導体ウェーハを搭載する載置面11aの間隔は、
ランプ式加熱ヒータ16aから半導体ウェーハの中心部
に至る熱源集中経路を妨げない程度に空いている必要が
ある。
【0019】次に、ガス供給管13によってガスを石英
管12内に供給し、かつガス排出管14によって石英管
12内のガスを排出しながら、抵抗式加熱ヒータ15の
作動を開始する。前述のように大径の半導体ウェーハを
熱処理する場合においては、ガス流による熱量の拡散だ
けでは半導体ウェーハの中心部への熱伝達が不十分であ
るため、抵抗加熱式ヒータ15の作動と同時にランプ加
熱式ヒータ16の作動も開始させる。ランプ加熱式ヒー
タ16の作動によって半導体ウェーハは中心部からも加
熱されるため、半導体ウェーハは全体に温度勾配が生じ
ることなく昇温する。
【0020】図3に、抵抗加熱式ヒータ15とランプ加
熱式ヒータ16の作動制御状態と、抵抗加熱式ヒータ1
5とランプ加熱式ヒータ16とによって熱処理される半
導体ウェーハの温度状態とを示す。前述のように本実施
の形態においては、作動制御部17によって抵抗加熱式
ヒータ15の作動とランプ加熱式ヒータ16の作動とが
同時に開始する。次に石英管12内の温度および半導体
ウェーハの温度が所望の温度で収束したところで、抵抗
加熱式ヒータ15の作動を継続したままランプ式加熱ヒ
ータ16の作動を停止する。このような作動制御によっ
て、半導体ウェーハの熱処理に必要な時間中、半導体ウ
ェーハの全体を略一定の温度に維持することができる。
【0021】尚、石英管12内の温度は、抵抗加熱式ヒ
ータ部材15aに設けられた熱電対15bの測定値から
推測され、一方、半導体ウェーハの温度は、赤外線放射
温度計19によって測定される。
【0022】以上のように本実施の形態によれば、半導
体ウェーハの周縁部に抵抗加熱式ヒータで熱を与える一
方で、半導体ウェーハの中心部にランプ加熱式ヒータで
熱を与えるため、半導体ウェーハの周縁部と半導体ウェ
ーハの中心部との間に大きな温度勾配が生じることが防
止される。また、半導体ウェーハ全体の昇温速度を小さ
く抑える必要がないため、高い生産性で半導体ウェーハ
を熱処理することができる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、半導体ウェーハの周縁
部に抵抗加熱式ヒータで熱を与える一方で、半導体ウェ
ーハの中心部にランプ加熱式ヒータで熱を与えるため、
半導体ウェーハの周縁部と半導体ウェーハの中心部との
間に大きな温度勾配が生じることが防止され、従って半
導体ウェーハ内に熱応力等によるスリップ等の転移が生
じることが防止される。また本発明によれば、半導体ウ
ェーハ全体の昇温速度を小さく抑える必要がないため、
高い生産性で半導体ウェーハを熱処理することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体ウェーハの熱処理装置の実
施の形態を示す構成概略図。
【図2】本発明による半導体ウェーハの熱処理装置の実
施の形態におけるランプ加熱式ヒータ部材の構成概略
図。
【図3】本発明による半導体ウェーハの熱処理装置の作
動状態の一例を示す図。
【図4】従来の半導体ウェーハの熱処理装置を示す構成
概略図。
【符号の説明】
10 半導体ウェーハの熱処理装置 11 載置台 11a 載置面 12 石英管 13 ガス供給管 14 ガス排出管 15 抵抗加熱式ヒータ 15a 抵抗加熱式ヒータ部材 15b 熱電対 16 ランプ加熱式ヒータ 16a ランプ加熱式ヒータ部材 17 作動制御部 19 赤外線放射温度計 20 冷却水経路 22 反射板 22a 反射面 23 石英ガラス面 24 ランプ 25 回転軸 50 半導体ウェーハの熱処理装置 51 載置台 51a 載置面 52 石英管 53 ガス供給管 54 ガス排出管 55 抵抗加熱式ヒータ 55a 抵抗加熱式ヒータ部材 55b 熱電対

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】処理槽内に設けられ、半導体ウェーハを載
    置するための載置面を有する載置台と、 処理槽の周囲に設けられ、半導体ウェーハを加熱する抵
    抗加熱式ヒータおよびランプ加熱式ヒータと、を備えた
    ことを特徴とする半導体ウェーハの熱処理装置。
  2. 【請求項2】抵抗加熱式ヒータおよびランプ加熱式ヒー
    タは、載置台の載置面に対して直交する方向に連続して
    配置された複数の加熱式ヒータ部材からなり、細長い柱
    状に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の
    半導体ウェーハの熱処理装置。
  3. 【請求項3】ランプ加熱式ヒータの各加熱式ヒータ部材
    は、可動式の反射板を有することを特徴とする請求項2
    に記載の半導体ウェーハの熱処理装置。
  4. 【請求項4】抵抗加熱式ヒータと、ランプ加熱式ヒータ
    とは、処理槽の周囲に円周方向に沿って交互に設けられ
    ていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記
    載の半導体ウェーハの熱処理装置。
  5. 【請求項5】抵抗加熱式ヒータとランプ加熱式ヒータに
    は、これらを独立に作動させる作動制御部が接続されて
    いることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載
    の半導体ウェーハの熱処理装置。
  6. 【請求項6】半導体ウェーハの熱処理方法において、 抵抗加熱式ヒータの作動とランプ加熱式ヒータの作動と
    を実施的に同時に開始する工程と、 抵抗加熱式ヒータの作動を継続したまま、ランプ式加熱
    ヒータの作動を停止する工程と、 を有することを特徴とする半導体ウェーハの熱処理方
    法。
JP27903297A 1997-10-13 1997-10-13 半導体ウェーハの熱処理装置および半導体ウェーハの熱処理方法 Withdrawn JPH11121391A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27903297A JPH11121391A (ja) 1997-10-13 1997-10-13 半導体ウェーハの熱処理装置および半導体ウェーハの熱処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27903297A JPH11121391A (ja) 1997-10-13 1997-10-13 半導体ウェーハの熱処理装置および半導体ウェーハの熱処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11121391A true JPH11121391A (ja) 1999-04-30

Family

ID=17605453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27903297A Withdrawn JPH11121391A (ja) 1997-10-13 1997-10-13 半導体ウェーハの熱処理装置および半導体ウェーハの熱処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11121391A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033116A (ja) * 2007-06-25 2009-02-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 加熱装置、基板処理装置及び半導体装置の製造方法
US8116618B2 (en) 2007-06-25 2012-02-14 Hitachi Kokusai Electric Inc. Heating apparatus, substrate processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor devices

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033116A (ja) * 2007-06-25 2009-02-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 加熱装置、基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JP4564081B2 (ja) * 2007-06-25 2010-10-20 株式会社日立国際電気 加熱装置、基板処理装置及び半導体装置の製造方法
US8116618B2 (en) 2007-06-25 2012-02-14 Hitachi Kokusai Electric Inc. Heating apparatus, substrate processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5418885A (en) Three-zone rapid thermal processing system utilizing wafer edge heating means
US5431561A (en) Method and apparatus for heat treating
US5239614A (en) Substrate heating method utilizing heating element control to achieve horizontal temperature gradient
JP2003282578A (ja) 熱処理装置および半導体製造方法
JPH07130678A (ja) 孤立した光学ゾーンを有する改良式放射加熱源
JPH10107018A (ja) 半導体ウェーハの熱処理装置
JP2781616B2 (ja) 半導体ウエハの熱処理装置
JPH10233370A (ja) 半導体基板の熱処理装置
JPS63307740A (ja) 光化学反応処理装置
US5253324A (en) Conical rapid thermal processing apparatus
JPH11121391A (ja) 半導体ウェーハの熱処理装置および半導体ウェーハの熱処理方法
JP2001156008A (ja) 半導体ウェハの熱処理装置
JP2002299319A (ja) 基板処理装置
JP2003133248A (ja) 基板の熱処理方法
JP2002246326A (ja) ウエハ熱処理装置及びウエハ熱処理方法
JP3785650B2 (ja) 枚葉式熱処理装置
JPH0420253B2 (ja)
JPH1097999A (ja) 加熱装置、処理装置、加熱方法及び処理方法
JPH0729843A (ja) 熱処理装置
JP2004055880A (ja) 基板処理装置
JP3443779B2 (ja) 半導体基板の熱処理装置
JP2003282558A (ja) 熱処理装置
JPH0325928A (ja) 半導体ウェハーのランプ式熱処理装置
JP4618920B2 (ja) 熱処理装置用ヒータの結線方法及び熱処理装置
JP3754846B2 (ja) 半導体ウェハの熱処理法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050104