JPS5935671A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
- Publication number
- JPS5935671A JPS5935671A JP14371682A JP14371682A JPS5935671A JP S5935671 A JPS5935671 A JP S5935671A JP 14371682 A JP14371682 A JP 14371682A JP 14371682 A JP14371682 A JP 14371682A JP S5935671 A JPS5935671 A JP S5935671A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafers
- boat
- section
- heat treatment
- temperature
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
- C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
- C30B31/12—Heating of the reaction chamber
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体ウェハ、特に大口径半導体ウェハの酸
化、拡散等の熱処理を行うための熱処理装置に関する。
化、拡散等の熱処理を行うための熱処理装置に関する。
従来、この種熱処理装置は例えば第１図に示すように、
炉体１内に抵抗加熱体（コイル）２゜３よりなる均熱部
４を設けて構成されている。
炉体１内に抵抗加熱体（コイル）２゜３よりなる均熱部
４を設けて構成されている。
この均熱部４の温度分布は第２図に示すよう番こなって
いる。
いる。
この熱処理装置においては、ボート６に保持された複数
の半導体ウェハ６を挿入棒７により挿入口８から高温（
１０００℃）に保持された均熱部４に挿入する。そして
、所望の時間酸化（若しくは拡散）を行った後、ボード
５を引き出すものである。
の半導体ウェハ６を挿入棒７により挿入口８から高温（
１０００℃）に保持された均熱部４に挿入する。そして
、所望の時間酸化（若しくは拡散）を行った後、ボード
５を引き出すものである。
上記加熱抵抗体２．３を用いた均熱部５の他に、ランプ
により均だ〜部を構成したものもある。この場合は、均
熱部の温度を９０（１〜９５０℃に保持し、その状態で
半導体ウェハを挿入する。次に、均熱部をプログラムに
従って高温（ｔｏｎｎ〜１３００℃）まで昇温し、所望
の時間酸化（若しくは拡散）し、しかる後冷却するもの
である。この方法は劉温時においてプログラムと実際の
温度との間に第３図に７〃 示すようなずれが生ずる（実際はプログラム設定温度、
破線は実際の温度）ため、厚い酸化膜の形成（若しくは
深い拡散）すなわち長時間の酸化（若しくは長時間の拡
散）の場合に適用される。
により均だ〜部を構成したものもある。この場合は、均
熱部の温度を９０（１〜９５０℃に保持し、その状態で
半導体ウェハを挿入する。次に、均熱部をプログラムに
従って高温（ｔｏｎｎ〜１３００℃）まで昇温し、所望
の時間酸化（若しくは拡散）し、しかる後冷却するもの
である。この方法は劉温時においてプログラムと実際の
温度との間に第３図に７〃 示すようなずれが生ずる（実際はプログラム設定温度、
破線は実際の温度）ため、厚い酸化膜の形成（若しくは
深い拡散）すなわち長時間の酸化（若しくは長時間の拡
散）の場合に適用される。
ところで近時、半導体ウェハの大口径化並びに酸化膜の
薄膜化の要求が高くこのため従来のような熱処理装置で
は次のような問題が生じるようになってきた。
薄膜化の要求が高くこのため従来のような熱処理装置で
は次のような問題が生じるようになってきた。
（１） 半導体ウェハの犬口径化番こより半導体ウェ
ハの中心部と周縁部との間の温度差が大六くなってきた
。すなわち、半導体ウニ／Ｘは周縁部から順次中心部に
向って加熱されるため、中心部に比べ周縁部の温度が高
くなるものである。従って、半導体ウェハの面内ζこ生
じる応力が大きくなり、このため反り、’１９１性変形
が生ずるようになってきた。
ハの中心部と周縁部との間の温度差が大六くなってきた
。すなわち、半導体ウニ／Ｘは周縁部から順次中心部に
向って加熱されるため、中心部に比べ周縁部の温度が高
くなるものである。従って、半導体ウェハの面内ζこ生
じる応力が大きくなり、このため反り、’１９１性変形
が生ずるようになってきた。
■ 半導体ウェハ６のボート５内の位置によってすなわ
ちボート５の挿入方向（？４１図に矢印Ａで示す）に沿
って前部と後部では熱履歴が異なるため、酸化時の酸化
膜厚の相違が顕著になってきた。また、拡散した不純物
のプロファイルが熱履歴の差により変わり、トランジス
タのしきい値ｖｔｈの変動が生じてきた。
ちボート５の挿入方向（？４１図に矢印Ａで示す）に沿
って前部と後部では熱履歴が異なるため、酸化時の酸化
膜厚の相違が顕著になってきた。また、拡散した不純物
のプロファイルが熱履歴の差により変わり、トランジス
タのしきい値ｖｔｈの変動が生じてきた。
この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、複数の大口径半導体ウェハに反り、塑性変形が生じ
ることなく、薄い酸化膜を均一に形成できると共に均一
な拡散を行なうことができる熱処理装置を提供すること
にある。
は、複数の大口径半導体ウェハに反り、塑性変形が生じ
ることなく、薄い酸化膜を均一に形成できると共に均一
な拡散を行なうことができる熱処理装置を提供すること
にある。
この発明は、複数の大口径半導体ウェハを所望の温度で
加熱し酸化若しくは拡散の熱処理を行う均熱部の他に、
これら複数の半導体ウェハを予め同時に前記均熱部の加
熱温度に近い温度で加熱するため予備加熱部を設けるも
ので、これにより熱処理を行う前に各半導体ウェハの中
心部と周縁部との間の温度差をなくシ、かつ半導体ウェ
ハ相互間における熱履歴の差を低減させるものである。
加熱し酸化若しくは拡散の熱処理を行う均熱部の他に、
これら複数の半導体ウェハを予め同時に前記均熱部の加
熱温度に近い温度で加熱するため予備加熱部を設けるも
ので、これにより熱処理を行う前に各半導体ウェハの中
心部と周縁部との間の温度差をなくシ、かつ半導体ウェ
ハ相互間における熱履歴の差を低減させるものである。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第４図において、炉体１１の内部には、ボート挿入［］
１２に近い側からボートＩ３の挿入方向（矢印人で示す
）に沿って予備加熱部１４及び均熱部１５が連続して設
けられている。灼熱部１５は加熱抵抗体１６．１７によ
り構成さｆしており、この均熱部１５においてボート１
３に保持された複数の大口径半導体ウェハ１８を所望の
温度（例えば１０００℃）で加熱し酸化若しくは拡散を
行うものである。一方、予備加熱部１４はランプ１９．
２０により構成されている。この予備加熱部１４におい
ては、均熱部Ｊ５の加熱温度より低くかつ近い温度（例
えば８５０〜９５０℃）で複数の半導体ウェハ１８の予
備加熱を行うようになっている。
１２に近い側からボートＩ３の挿入方向（矢印人で示す
）に沿って予備加熱部１４及び均熱部１５が連続して設
けられている。灼熱部１５は加熱抵抗体１６．１７によ
り構成さｆしており、この均熱部１５においてボート１
３に保持された複数の大口径半導体ウェハ１８を所望の
温度（例えば１０００℃）で加熱し酸化若しくは拡散を
行うものである。一方、予備加熱部１４はランプ１９．
２０により構成されている。この予備加熱部１４におい
ては、均熱部Ｊ５の加熱温度より低くかつ近い温度（例
えば８５０〜９５０℃）で複数の半導体ウェハ１８の予
備加熱を行うようになっている。
すなわち、この予備加熱部１４においては、均熱部１５
で加熱する前にランプ１９．２０の輻射熱により各半導
体ウェハ１８の中心部と周縁部との間、及び半導体ウェ
ハ１８相互間を均一に加熱するものである。
で加熱する前にランプ１９．２０の輻射熱により各半導
体ウェハ１８の中心部と周縁部との間、及び半導体ウェ
ハ１８相互間を均一に加熱するものである。
次に、この熱処理装置の使用方法について説明する。先
ず、均熱部Ｉ５を高温（１０ｒｌ ０℃）の加熱状態、
一方予備加熱部１４を非加熱状態（消灯）とする。そし
て、この状態で挿入棒２１によりボートＩ３を予備加熱
部１４に挿入し停止させる。次に、ランプ１９．２０を
点灯させ、予備加熱部１４を８５０〜９５０°Ｃの温度
に保持し、複数の半導体ウェハ１８を均一に加熱する。
ず、均熱部Ｉ５を高温（１０ｒｌ ０℃）の加熱状態、
一方予備加熱部１４を非加熱状態（消灯）とする。そし
て、この状態で挿入棒２１によりボートＩ３を予備加熱
部１４に挿入し停止させる。次に、ランプ１９．２０を
点灯させ、予備加熱部１４を８５０〜９５０°Ｃの温度
に保持し、複数の半導体ウェハ１８を均一に加熱する。
しかる後、ボート１３を予備加熱部１４から均熱部１５
に押し込み、所望の時間半導体ウェハ１８の酸化若しく
は拡散を行う。酸化若しくは拡散が終了すると、ボート
１３を再度予備加バ（〜部１４ζこ引き戻しランプ１９
、２０を消灯して半導体ウェハ１８を冷却する。最後
に冷却が終了すると、炉体１１からボート１３を取り出
す。
に押し込み、所望の時間半導体ウェハ１８の酸化若しく
は拡散を行う。酸化若しくは拡散が終了すると、ボート
１３を再度予備加バ（〜部１４ζこ引き戻しランプ１９
、２０を消灯して半導体ウェハ１８を冷却する。最後
に冷却が終了すると、炉体１１からボート１３を取り出
す。
この熱処理装置、においては、各半導体ウェハ１８の中
心部及び周縁部間、及び半導体ウェハ１８相互間は予備
加熱部１４においてそれぞれ均一に加熱されており、ま
た予備加Ｍ−’６望、？−５ｉの温度差が５０〜１５０
℃と少ないため、ボート１３を予備加熱部１４から均熱
部１５へ挿入する速度が速く （例えばａｏｔＭ／ｍ）
でも、各半導体ウェハ１８の面内応力が従来に比べで少
なくなり、反り、塑性変形の発生を防止できる。また、
半導体ウェハ１８相互間の熱履歴の差を大幅に低減させ
ることができるため、酸化膜の膜厚が均一化し、また不
純物拡散においては均一な拡散を行うことができ、トラ
ンジスタのしきい値Ｖｔｈの変動を防止できるものであ
る。
心部及び周縁部間、及び半導体ウェハ１８相互間は予備
加熱部１４においてそれぞれ均一に加熱されており、ま
た予備加Ｍ−’６望、？−５ｉの温度差が５０〜１５０
℃と少ないため、ボート１３を予備加熱部１４から均熱
部１５へ挿入する速度が速く （例えばａｏｔＭ／ｍ）
でも、各半導体ウェハ１８の面内応力が従来に比べで少
なくなり、反り、塑性変形の発生を防止できる。また、
半導体ウェハ１８相互間の熱履歴の差を大幅に低減させ
ることができるため、酸化膜の膜厚が均一化し、また不
純物拡散においては均一な拡散を行うことができ、トラ
ンジスタのしきい値Ｖｔｈの変動を防止できるものであ
る。
次表は、従来の炉と本発明の炉において、それぞれ２ｏ
ｏｉの酸化膜を形成した場合のボートの手前と奥の両端
における半導体ウェハの酸化膜厚を比較して示すもので
ある。
ｏｉの酸化膜を形成した場合のボートの手前と奥の両端
における半導体ウェハの酸化膜厚を比較して示すもので
ある。
これにより、従来の炉に比べ本発明の炉は酸化膜厚のば
らつきが少ないことが判る。
らつきが少ないことが判る。
また、第６図（−）、（ｂ）は従来の炉と本発明の炉に
おいてそれぞれ拡散を行った場合におけるトランジスタ
のしきい値Ｖｔｈのばらつきをボートの手前と奥の半導
体ウェハについて比較して示すもので、第６図（ａｔが
従来の炉、第６図（ｈｌが本発明の炉の場合である。こ
れにより、従来の炉に比べ本発明の炉の方が、半導体ウ
ェハ間でのばらつきが少ないことが判る。
おいてそれぞれ拡散を行った場合におけるトランジスタ
のしきい値Ｖｔｈのばらつきをボートの手前と奥の半導
体ウェハについて比較して示すもので、第６図（ａｔが
従来の炉、第６図（ｈｌが本発明の炉の場合である。こ
れにより、従来の炉に比べ本発明の炉の方が、半導体ウ
ェハ間でのばらつきが少ないことが判る。
尚、上記実施例においては、予備加熱部１４をランプ１
９．２０で構成するようにしたが、これに限定するもの
ではなく、均熱部１５と同様に抵抗加熱体（コイル）で
ｔｑ成するようにしてもよい。
９．２０で構成するようにしたが、これに限定するもの
ではなく、均熱部１５と同様に抵抗加熱体（コイル）で
ｔｑ成するようにしてもよい。
以上のようにこの発明によれば、半導体ウェハが大口径
化しても、各半導体ウェハの面内全体にわたって、かつ
複数の半導体ウェハの全部にわたって略均−に加熱する
ことができるため、反り、塑性変形の発生を防止して薄
い酸化膜を均一に形成できると共に均一な拡散を行うこ
とができ、トランジスタにおけるしきい値の変動の発生
を防止することが可能な熱処理装置を提供できる。
化しても、各半導体ウェハの面内全体にわたって、かつ
複数の半導体ウェハの全部にわたって略均−に加熱する
ことができるため、反り、塑性変形の発生を防止して薄
い酸化膜を均一に形成できると共に均一な拡散を行うこ
とができ、トランジスタにおけるしきい値の変動の発生
を防止することが可能な熱処理装置を提供できる。
第１図は従）１′：のバへ処理装置の構成図、第２図は
第１図の装置における均熱部の温度分布を示す図、第３
図は筆１図の装置におけるプログラム温度と実際の温度
とを比較し７て示す図、第４図はこの発明の一実施例に
係る熱処理装置の構成図、第５図は第４図の装置におけ
る均熱部及び予備加熱部の温度分布を示す図、第６図（
ハ）。 （ｂ）はトランジスタのしきい値のばらつきを示すもの
で、（ａ）は第１図の装置による場合、（ｂ）は第４図
の装置による場合をそれぞれ示すものである。 １ノ・・・炉体、１２・・・ボート挿入口、１３・・・
ボート、１４・・・予備加熱部、１５・・・均熱部、１
６゜１７・・・加熱抵抗体、１８・・・半導体ウェハ、
Ｉ ９゜２０・・・ランプ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第４図 ＠５図 イ在 】を 第６図 屓 質
第１図の装置における均熱部の温度分布を示す図、第３
図は筆１図の装置におけるプログラム温度と実際の温度
とを比較し７て示す図、第４図はこの発明の一実施例に
係る熱処理装置の構成図、第５図は第４図の装置におけ
る均熱部及び予備加熱部の温度分布を示す図、第６図（
ハ）。 （ｂ）はトランジスタのしきい値のばらつきを示すもの
で、（ａ）は第１図の装置による場合、（ｂ）は第４図
の装置による場合をそれぞれ示すものである。 １ノ・・・炉体、１２・・・ボート挿入口、１３・・・
ボート、１４・・・予備加熱部、１５・・・均熱部、１
６゜１７・・・加熱抵抗体、１８・・・半導体ウェハ、
Ｉ ９゜２０・・・ランプ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第４図 ＠５図 イ在 】を 第６図 屓 質
Claims (3)
- （１） ボートに保持された複数の半導体ウェハの熱
処理を行う熱′処理装置において、前記半導体ウェハを
所望の温度で加熱し熱処理を行う均熱部と、この均熱部
の加熱温度以下の温度で前記半導体ウェハの予備加熱を
行う予備加熱部とを具備し、前記ボートを前記予備加熱
部に挿入した後前記ボート２３部の温度を上昇させて前
記半導体ウェハの予備加熱を行い、その後前記ボートを
前記均熱部に移動させて前記半導体ウェハの熱処理を行
い、この熱処理が終了した後前記ボートを再庇前記予備
加熱部へ移動させ、しかる後前記予備加熱部の温度を降
下させて前記半導体ウェハの冷却を行うことを特徴とす
る熱処理装置。 - （２） 前記予備加熱部はランプで構成される特許請
求の範囲第１項記載の熱処理装＠。 - （３） 前記予備加熱部は加熱抵抗体で構成される特
許請求の範囲ｆｌ’Ｅ１項記載の熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14371682A JPS5935671A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14371682A JPS5935671A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935671A true JPS5935671A (ja) | 1984-02-27 |
Family
ID=15345319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14371682A Pending JPS5935671A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935671A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61182979A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-15 | Asahi Screen Process Insatsu Kk | 印刷あるいは塗装等における抜き部分の形成方法 |
| JPS6242770A (ja) * | 1985-08-15 | 1987-02-24 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 塗装マスキング方法 |
| JPS6330280A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-08 | Hokuto Seisakusho:Kk | 透光性表示部材の文字抜き方法 |
| JPS6468921A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-15 | Tel Sagami Ltd | Heat treatment of semiconductor wafer |
| CN110527984A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-03 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 加热炉体和半导体设备 |
-
1982
- 1982-08-19 JP JP14371682A patent/JPS5935671A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61182979A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-15 | Asahi Screen Process Insatsu Kk | 印刷あるいは塗装等における抜き部分の形成方法 |
| JPS6242770A (ja) * | 1985-08-15 | 1987-02-24 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 塗装マスキング方法 |
| JPS6330280A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-08 | Hokuto Seisakusho:Kk | 透光性表示部材の文字抜き方法 |
| JPH0331595B2 (ja) * | 1986-07-24 | 1991-05-07 | Hokuto Mfg | |
| JPS6468921A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-15 | Tel Sagami Ltd | Heat treatment of semiconductor wafer |
| CN110527984A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-03 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 加热炉体和半导体设备 |
| CN110527984B (zh) * | 2019-08-29 | 2023-09-08 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 加热炉体和半导体设备 |
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