发明名称 热处理方法及热处理装置
摘要 [课题]藉着同时利用热墙(hot wall)加热与灯(lamp)加热,可以大幅地缩短晶圆的加热时间,实现晶圆内之温度分布的均一化,而提高生产率。[解决手段]在热墙(hot wall)型CVD装置之炉体3外部设置灯10。事先将热墙反应炉体3加热到所设定的温度而加以保持。在刚将晶圆W搬入到该炉体3内后,则藉由来自上述灯的照射光,短时间地将晶圆W加热到所希望的温度。在加热后,则将灯10熄掉,在热墙反应炉体3内,利用晶圆内热扩散,使得晶圆的温度均一化。在将晶圆W搬入到炉体3内之前,在事先估计在搬送时间内所造成之冷却部分而予以加热后,才将晶圆W搬入到炉体3内,而使得晶圆的温度得以均一化。
申请公布号 TW457617 申请公布日期 2001.10.01
申请号 TW089106038 申请日期 2000.03.31
申请人 国际电气股份有限公司 发明人 西谷英辅;笠次克尚;松山直子;佐佐木伸也
分类号 H01L21/68 主分类号 H01L21/68
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号一一一二室;宿希成 台北巿南京东路三段三四六号一一一二室
主权项 1.一种热处理方法,其主要系针对一在将基板搬入到反应炉内之前,会藉由电阻加热电热器,将在上述反应炉内的温度保持在所设定之温度的热墙(hotwall)式的热处理装置,其特征在于:在上述反应炉体之外,备有可藉由透过反应炉体的放射光,而对被搬入到反应炉内的基板加热的灯,在将基板搬入到上述被保持大所设定之温度的反应炉体内之后,则具有在继续由上述电阻加热电热器维持加热的情况下,藉由设在上述反应炉体之外的上述灯,将基板直接加热到所希望之温度为止的过程。2.如申请专利范围第1项之热处理方法,其中,在藉由上述灯,将基板几乎加热到所希望的温度后,则使灯熄掉,具有在开始反应处理之前,会将基板在藉由上述电阻加热电热器被维持加热之反应炉体内保持一定之时间的过程。3.如申请专利范围第1项之热处理方法,其中,在藉由上述灯,将基板几乎加热到所希望之温度为止后,则使灯熄掉,而在熄掉灯的时点,为了使反应炉体内的温度成为所希望的反应时温度,则在熄掉灯前的时点,事先将在反应炉体内的温度设定在与反应时温度不同的温度。4.如申请专利范围第1项之热处理方法,其中,在事先将基板搬入到反应炉体内,而点亮灯后,则测量基板的温度到达大略所设定之温度为止的灯的输出、灯点亮时间等的灯加热条件,在实际的基板处理过程中,则根据由上述测量所得到的上述灯加热条件,来对基板进行加热。5.一种热处理方法,其主要系针对一在将基板搬入到反应炉内之前,会藉由电阻加热电热器,将在上述反应炉体内的温度保持在所设定之温度的热墙(hot wall)式的热处理方法,其特征在于:在搬入基板之前,具有对基板实施预备加热,以使得基板温度较在上述反应炉内之所设定温度为高的过程。6.如申请专利范围第5项之热处理方法,其中,事先测量基板冷却速度,藉此,算出为适当之上述反应炉体内之所设定温度与基板之预先加热温度之差的弥补温度,在实际的处理过程中,则根据一由上述测量所算出之弥补温度所决定出之适当的基板预先加热温度,而对基板实施预先加热。7.如申请专利范围第5项之热处理方法,其中,在对2个基板同时实施预先加热,而搬送到反应炉体内之际,推测因为从各自之预备加热位置到反应炉体为止之距离的差异而导致之在搬送时之温度降低的差异,而依据各自所希望的加热条件,对各自的基板实施预先加热。8.一种热处理装置,其主要系针对一藉由设在反应炉体外的电阻加热电热器,对反应炉体内进行加热之热墙(hot wall)式的热处理装置,其特征在于:被设在上述反应炉体之外,藉由透过反应炉体之放射光,而对在上述反应炉体内的基板实施加热的灯;在将基板搬入到上述反应炉体内之前,会对上述电阻加热电热器实施通电,让在反应炉内的温度保持在所设定的温度,连在搬入基板后,仍维持上述通电的电阻加热电热器控制机构及;在搬入上述基板后,则点亮上述灯,将上述基板加热到所设定之温度附近为止,在加热后,则让上述灯熄掉的灯控制机构。9.如申请专利范围第8项之热处理装置,其中,将基板平坦面,在反应炉体内,与基板搬送方向大致平行平行地予以支撑,而加以处理。10.如申请专利范围第9项之热处理装置,其中,针对1个基板,或是在垂直于基板平坦面的方向,上下积层的2个基板进行处理。11.如申请专利范围第9项之热处理装置,其中,上述灯乃面向基板平坦面而被配置。12.如申请专利范围第10项之热处理装置,其中主要系用以处理2个基板,将上述灯设在上部与下部,上部灯,则面向上部基板平坦面,直接对上部基板平坦面进行加热,而下部灯,则面向下部基板平坦面,直接对下部基板平坦面进行加热般地被配置。13.如申请专利范围第12项之热处理装置,其中,上部灯与上部基板的距离,则大约相等于下部灯与下部基板的距离。14.如申请专利范围第8项之热处理装置,其中,将多个上述灯配置在基板搬送方向。15.如申请专利范围第14项之热处理装置,其中,上述灯为一棒状的灯,而配置成与基板搬送方向呈垂直。16.如申请专利范围第12项之热处理装置,其中,设成可以独立地控制灯的输出。17.如申请专利范围第8项之热处理装置,其中,在使灯熄灭的时点,为了要使在反应炉内的温度成为所希望的反应时温度,乃在点亮灯之前的时点,事先将在反应炉内的温度设定成与反应时温度不同的温度。18.如申请专利范围第8项之热处理装置,其中,具有一可相对于用来测量在反应炉内之基板附近之温度的反应炉体自由装卸的温度测量机构,利用事先设置在反应炉体内的上述温度测量手段,在将基板搬入到反应炉体内,而将灯点亮后,则测量在基板的温度大略到达所定之温度为止的灯的输出、灯点亮时间等的灯加热条件,在无上述温度测量机构之实际的基板处理过程中,则根据由上述测量所得到之上述灯加热条件,对基板进行加热。19.一种热处理装置,其主要系针对一在搬入基板之前,藉由电阻加热电热器,而使在反应炉体内的温度保持在所设定之温度之热墙(hotwall)式的热处理装置,其特征在于:备有:被设在与上述反应炉体连设之搬送室,而对基板实施预备加热的基板预先加热机构及;在从上述搬送室,将基板搬入到上述被保持在所设定之温度的反应炉体内之际,为了要弥补基板之温度降低成分,乃针对上述基板实施预先加热,以使得基板温度变得较在上述反应炉体内的所设定温度为高。20.如申请专利范围第19项之热处理装置,其中,在上述搬送室备有:可以同时对2个基板实施预先加热的2处的预先加热位置及;各自依据所希望的加热条件,独立地对被配置在该2位置之预备加热位置实施预先加热的2个的基板预先加热机构。21.如申请专利范围第19项之热处理装置,其中,在搬送室备有用来测量基板之温度的温度检测器,在上述搬送室,在藉由上述基板预先加热机构对基板加热后,藉由设在上述搬送室内之温度检测器,根据测量基板的温度变化而算出基板的冷却速度,藉此,算出成为在上述反应炉内的所设定温度与基板之预先加热温度之差的弥补温度,而决定出在上述搬送室内之适当的基板预先加热温度。22.如申请专利范围第19项之热处理装置,其中,搬送室的基板预备加热机构是一灯(lamp)。图式简单说明:第一图系表在采用了第1实施形态之初期灯加热方式的高速加热热墙(hot wall)型CVD装置的断面模式图。第二图系表第1实施形态之灯点亮时间(timing)图。第三图系表卤素灯(hologen lamp)之发光光谱(spectrum)的说明图。第四图系表石英(GE 214的对应品)之透过率的说明图。第五图系表第1实施形态之晶圆温度上升的说明图。第六图(a)和第六图(b)系表在第1实施形态中所使用的灯以及从灯光对晶圆的照射强度分布图像(image)图。第七图系表采用了第2实施形态之炉体外预先加热。第八图系表第2实施形态之晶圆温度上升的说明图。第九图系表备有第2个之预先加热机构之CVD装置构成的平面图。第十图系表习知例之热墙(hot wall)型CVD装置的断面模式图。第十一图系表习知例之晶圆温度上升的说明图。第十二图系表黑体放射波长的分布图。第十三图系表矽晶圆(Si wafer)之吸收系数的说明图。第十四图系表当在习知例之热墙(hot wall)型CVD装置中采用FFC控制方式时之晶圆温度上升的说明图。第十五图系表采用习知例之高速昇温加热方式之热墙(hot wall)型CVD装置的断面模式图。第十六图系表采用了高温昇温加热方式之热墙(hotwall)型CVD装置之晶圆温度上升的说明图。第十七图(a)和第十七图(b)图系表采用了与实施形态对应之初期灯加热方式之高速加热热墙(hot wall)型CVD装置以及晶圆温度测量装置的断面模式图。第十八图系表在让灯加热时间变化时之轮廓(profile)TC(晶圆中心位置)的温度推测特性图。第十九图系表在让灯开始点亮时间变化时之轮廓(profile)TC(晶圆中心位置)的温度推测特性图。第二十图系表在有无实施灯加热之轮廓(profile)TC温度(晶圆中心位置)以及从成膜速度所推测之晶圆温度时间推测特性图。第二十一图系表在连续5次实施晶圆处理时之轮廓(profile)TC(晶圆中心位置)的温度推测特性图。
地址 日本
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