JPH05166739A

JPH05166739A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH05166739A
Application number: JP33508091A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Kasuga; 弘夫春日
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1993-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】ウェハの加熱を行うヒータの連設部の温度差を
緩和し、当該ウェハの温度を均一に保つことが可能な半
導体製造装置を提供する。【構成】ヒータ３Ａ〜３Ｃを縦型加熱炉１０の長手方向
に移動可能に独立して連設し、ヒータ３Ａ〜３Ｃに、ヒ
ータ３Ａ〜３Ｃの移動を行うヒータ駆動装置４を接続し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に係
り、特に、ウェハの加熱を行うヒータの連設部（接続
部）の温度差を緩和し、当該ウェハの温度を均一に保つ
ことが可能な半導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、ウェハを加熱して熱酸化
や拡散を行う炉は、通常、その片端又は両端が開口とな
っている。このため、炉内の中央部に比べて周辺部の温
度が低くなり易いという問題があった。そこで、この問
題を解決するために、通常、前記炉内の昇温を行うヒー
タを、例えば、その長手方向に対して３〜４分割し、当
該炉内の中心部に位置しているヒータの温度と、周辺部
に位置しているヒータの温度を、それぞれ独立に制御し
て、前記炉内の温度勾配の発生等を阻止し、炉内の温度
分布を均一化して、当該炉内で加熱されるウェハの温度
を一定に保っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ヒ
ータを分割した従来例では、隣合うヒータの温度が各々
異なるため、この温度差により、前記分割されたヒータ
が連設する部分（接続部）では、温度分布にバラツキが
生じ、ウェハの温度を均一に保つことが困難であるとい
う問題があった。

【０００４】本発明は、このような問題を解決すること
を課題とするものであり、ウェハの加熱を行うヒータの
連設部の温度差を緩和し、当該ウェハの温度を均一に保
つことが可能な半導体製造装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、複数のヒータを炉内に備えると共に、前
記ヒータを当該炉の長手方向に連設し、当該ヒータによ
りウェハを加熱する半導体装置において、前記ヒータ
を、前記炉の長手方向に移動可能に設置したことを特徴
とする半導体製造装置を提供するものである。

【０００６】そして、前記ヒータを前記炉の長手方向に
一括して移動するヒータ駆動装置を備えたことを特徴と
する半導体製造装置を提供するものである。さらに、前
記隣合うヒータを互いに干渉しないように設置し、前記
各々のヒータを前記炉の長手方向に各々独立して移動す
るヒータ駆動装置を設けたことを特徴とする半導体製造
装置を提供するものである。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明によれば、ウェハの加熱中
に、前記ヒータを炉の長手方向に移動することができる
ため、当該ヒータの連設部に対応する領域の温度分布に
バラツキが生じても、このバラツキを広範囲に亘って拡
散することができる。従って、前記ヒータの連設部の温
度差を緩和することができ、前記ウェハの温度を均一に
保つことができる。

【０００８】そして、請求項２記載の発明によれば、前
記ヒータを炉の長手方向に一括して移動するヒータ駆動
装置を設けたことで、前記作用に加え、ヒータ全体を自
動的にスムーズに移動することができる。従って、簡単
に前記ウェハの温度を均一に保つことができる。さら
に、請求項３記載の発明によれば、前記隣合うヒータを
互いに干渉しないように設置し、前記各々のヒータを炉
の長手方向に各々独立して移動するヒータ駆動装置を設
けたことで、前記作用に加え、当該連設部に対応する領
域の温度分布にバラツキを、より不規則に広範囲に亘っ
て自動的に拡散することができる。従って、前記ヒータ
の連設部の温度差をより確実に緩和することができ、前
記ウェハの温度を簡単により均一に保つことができる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明に係る実施例について、図面を
参照して説明する。（実施例１）図１は、本発明の実施例１に係る半導体装
置における縦型加熱炉の一部を示す断面図である。

【００１０】図１に示す縦型加熱炉１０は、円筒形の石
英チューブ１の外周部に、隙間を介して均熱管２が設置
されており、さらに、均熱管２の外周部に、隙間を介し
てヒータ３が設置されている。前記ヒータ３は、縦型加
熱炉１０の長手方向、即ち上下方向に、３つに分割（独
立）されたヒータ３Ａ〜３Ｃから構成されている。この
ヒータ３Ａ〜３Ｃは、直径が同じ寸法からなり、各々が
連設した状態で設置されており、縦型加熱炉１０の長手
方向に往復移動可能な状態で設置されている。

【００１１】さらに、前記ヒータ３Ａ〜３Ｃには、当該
ヒータ３Ａ〜３Ｃを、縦型加熱炉１０の長手方向に一括
して移動するヒータ駆動装置４が接続されている。この
ヒータ駆動装置４は、ヒータ３Ａ〜３Ｃの移動距離（ス
トローク）、移動周期、移動方向等の決定及び実行を行
なっている。尚、本実施例では、有効炉長が８００ｍｍ
の縦型加熱炉１０を用いた。

【００１２】次に、実施例１に係る縦型加熱炉１０を使
用した具体的な実施例について説明する。先ず、各々の
ヒータ３Ａ〜３Ｃを所定温度に昇温する。この時、縦型
加熱炉１０の両端が開口となっているため、縦型加熱炉
１０の両端付近の温度が中央部の温度に比べて低くなら
ないように、ヒータ３Ａ及び３Ｃの温度をヒータ３Ｂの
温度より高く設定した。

【００１３】その後、ヒータ駆動装置４のスイッチを入
れ、ヒータ３Ａ〜３Ｃを縦型加熱炉１０の長手方向に一
括して往復移動させる。このように、ヒータ３Ａ〜３Ｃ
を一括して往復移動させることで、ヒータ３Ａ〜３Ｃの
各々隣接する連設部に対応する領域の温度分布にバラツ
キが生じても、このバラツキを広範囲に亘って拡散する
ことができる。従って、前記連設部に生じている温度差
を緩和することができる。また、ヒータ３Ａ〜３Ｃを一
括して移動するため、ヒータ３全体を自動的にスムーズ
に移動することができる。

【００１４】次いで、縦型加熱炉１０内の所定位置に、
ウェハをセットして加熱する。この時、前記ヒータ３Ａ
〜３Ｃの往復運動は、当該ウェハの加熱が終了するまで
継続して行う。このように、ヒータ３Ａ〜３Ｃの各々の
連設部の温度差を緩和した状態でウェハを加熱するた
め、ウェハの温度を一定に保ちながら当該ウェハを加熱
することができる。

【００１５】次に、本発明に係る縦型加熱炉１０の有効
炉長に対する温度分布と、従来の縦型加熱炉の有効炉長
に対する温度分布を測定した。この結果を図２に示す。
尚、従来の縦型加熱炉は、ヒータが往復移動を行わない
以外は、本発明に係る縦型加熱炉１０と同条件のものを
使用した。図２から、本発明に係る縦型加熱炉１０の有
効炉長に対する温度分布は、従来のものに比べ、温度の
バラツキが極めて少ないことが立証された。（実施例２）次に、本発明に係る実施例２について図面
を参照して説明する。

【００１６】図３は、本発明の実施例２に係る半導体装
置における縦型加熱炉の一部を示す断面図である。図３
に示す縦型加熱炉１０は、図１に示す縦型加熱炉と同様
の構造を有する石英チューブ１と均熱管２を備え、均熱
管２の外周部には、隙間を介してヒータ３が設置されて
いる。

【００１７】このヒータ３は、縦型加熱炉１０の長手方
向、即ち上下方向に、３つに分割（独立）されたヒータ
３Ａ〜３Ｃから構成されている。このヒータ３Ａ〜３Ｃ
は、各々が連設した状態で設置されており、縦型加熱炉
１０の長手方向に往復移動可能な状態で設置されてい
る。そして、前記ヒータ３Ａ〜３Ｃは、互いに干渉しな
いように、ヒータ３Ａの直径は、ヒータ３Ｂの直径より
小さく設計されており、ヒータ３Ａの端部とヒータ３Ｂ
の端部とが重なり合えるようになっている。また、ヒー
タ３Ｃの直径も、ヒータ３Ｂの直径より小さく設計され
ており、ヒータ３Ｃの端部とヒータ３Ｂの端部とが重な
り合えるようになっている。即ち、ヒータ３Ｂに、ヒー
タ３Ａ或いはヒータ３Ｃが内設可能となっている。

【００１８】さらに、前記ヒータ３Ａ〜３Ｃには、当該
ヒータ３Ａ〜３Ｃを、縦型加熱炉１０の長手方向に各々
独立して移動するヒータ駆動装置４が接続されている。
このヒータ駆動装置４は、ヒータ３Ａ〜３Ｃの移動距
離、移動周期、移動方向等の決定及び実行を行なってい
る。尚、本実施例では、有効炉長が８００ｍｍの縦型加
熱炉１０を用いた。

【００１９】次に、実施例２に係る縦型加熱炉１０を使
用した具体的な実施例について説明する。先ず、実施例
１と同様の動作を行なった後、ヒータ駆動装置４のスイ
ッチを入れ、ヒータ３Ａ〜３Ｃを縦型加熱炉１０の長手
方向に各々独立にコントロールして往復移動させる。こ
の時、例えば、ヒータ３Ａとヒータ３Ｂとが異なった動
きをして、一方が他の領域を侵しても、ヒータ３Ａの直
径がヒータ３Ｂの直径より小さいため、ヒータ３Ａの端
部がヒータ３Ｂの端部と重なり合うため、ヒータ同士が
ぶつかることがない。このように、ヒータ３Ａ〜３Ｃを
個別に往復移動させることで、ヒータ３Ａ〜３Ｃの各々
隣接する連設部に対応する領域の温度分布のバラツキ
を、より不規則に広範囲に亘って自動的に拡散すること
ができる。従って、ヒータ３Ａ〜３Ｃの各々の連設部に
生じる温度差をより確実に緩和することができる。

【００２０】次いで、実施例１と同様にしてウェハを加
熱する。この時、前記ヒータ３Ａ〜３Ｃの往復運動は、
当該ウェハの加熱が終了するまで継続して行う。このよ
うに、ヒータ３Ａ〜３Ｃの各々の連設部に生じる温度差
を緩和した状態でウェハを加熱するため、ウェハの温度
を一定に保ちながら当該ウェハを加熱することができ
る。

【００２１】次に、本実施例に係る縦型加熱炉１０の有
効炉長に対する温度分布を測定したところ、実施例１同
様に、温度のバラツキが極めて少ないことが立証され
た。尚、実施例２では、隣合うヒータが互いに干渉しな
いように、隣合うヒータの径を各々異なる寸法とした
が、これに限らず、隣合うヒータが互いに嵌合しあうよ
うな嵌合部を設ける等、隣合うヒータが互いに干渉しな
ければ、他の構造を有してもよい。

【００２２】尚、本発明に係る半導体製造装置のヒータ
３Ａ〜３Ｃの移動距離、移動周期、移動方向等は、所望
により任意に決定してよい。また、本実施例では、ヒー
タ３を３つに分割したが、これに限らず、ヒータ３の分
割数は、所望により決定してよい。そして、本実施例で
は、縦型加熱炉におけるヒータについて説明したが、こ
れに限らず、横型加熱炉等、他の構造を有する加熱炉の
ヒータに応用してもよいことは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、ウェハの加熱中に、前記ヒータを炉の長手
方向に移動することができるため、当該連設部に対応す
る領域の温度分布にバラツキが生じても、このバラツキ
を広範囲に亘って拡散することができる。従って、ヒー
タの連設部に生じる温度差を緩和することができる。従
って、ウェハの温度を一定に保つことができる結果、ウ
ェハ間のバラツキがない信頼性の高いウェハを高歩留り
で提供することができる。

【００２４】そして、請求項２記載の発明によれば、前
記ヒータを炉の長手方向に一括して移動するヒータ駆動
装置を設けたことで、前記効果に加え、ヒータ全体を自
動的にスムーズに移動することができる。従って、簡単
にヒータの連設部に生じる温度差を緩和することができ
る結果、ウェハの温度を一定に保つことができる。この
ため、ウェハ間のバラツキがない信頼性の高いウェハを
高歩留りで提供することができる。

【００２５】さらに、請求項３記載の発明によれば、前
記隣合うヒータを互いに干渉しないように設置し、当該
ヒータを炉の長手方向に各々独立して移動するヒータ駆
動装置を設けたことで、前記効果に加え、当該連設部に
対応する領域の温度分布にバラツキを、より不規則に広
範囲に亘って自動的に拡散することができる。従って、
簡単にヒータの連設部に生じる温度差をより確実に緩和
することができる結果、ウェハの温度を一定に保つこと
ができ、ウェハ間のバラツキがない信頼性の高いウェハ
を高歩留りで提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置における縦
型加熱炉の一部を示す断面図である。

【図２】本発明の実施例１に係る縦型加熱炉１０の有効
炉長に対する温度分布と、従来の縦型加熱炉の有効炉長
に対する温度分布を示す図である。

【図３】本発明の実施例２に係る半導体装置における縦
型加熱炉の一部を示す断面図である。

【符号の説明】

１石英チューブ２均熱管３ヒータ４ヒータ駆動装置１０縦型加熱炉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のヒータを炉内に備えると共に、前
記ヒータを当該炉の長手方向に連設し、当該ヒータによ
りウェハを加熱する半導体装置において、前記ヒータを、前記炉の長手方向に移動可能に設置した
ことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】前記ヒータを前記炉の長手方向に一括し
て移動するヒータ駆動装置を備えたことを特徴とする請
求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】前記隣合うヒータを互いに干渉しないよ
うに設置し、前記各々のヒータを前記炉の長手方向に各
々独立して移動するヒータ駆動装置を設けたことを特徴
とする請求項１記載の半導体製造装置。