JP5169299B2 - Semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエハに熱処理を行うための半導体製造装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for performing a heat treatment on a semiconductor wafer.
従来より、石英ドームと、該石英ドームの端部を保持する冷却チャンバとを有し、石英ドームおよび冷却チャンバで区画された処理室が設けられ、処理室に配置された円板状のサセプタの上に半導体ウエハが配置される半導体製造装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a processing chamber having a quartz dome and a cooling chamber that holds an end portion of the quartz dome is provided, and a processing chamber partitioned by the quartz dome and the cooling chamber is provided. 2. Description of the Related Art There is known a semiconductor manufacturing apparatus on which a semiconductor wafer is disposed.
また、半導体製造装置において、半導体ウエハの熱処理を行なうために熱源に加熱ランプを使用したものが、例えば特許文献1、2で提案されている。具体的に、特許文献1、2では、熱処理装置において処理を受ける半導体ウエハの平面内に均一に熱処理を行なうため、タングステンランプ等のランプがその被加熱物の面に対して平行に、かつ、円周方向に配列されたものが提案されている。 For example, Patent Documents 1 and 2 propose a semiconductor manufacturing apparatus in which a heat lamp is used as a heat source in order to perform heat treatment of a semiconductor wafer. Specifically, in Patent Documents 1 and 2, in order to perform heat treatment uniformly in the plane of the semiconductor wafer to be processed in the heat treatment apparatus, a lamp such as a tungsten lamp is parallel to the surface of the object to be heated, and Those arranged in the circumferential direction have been proposed.
特に、特許文献1では、半導体ウエハと平行な平面内にランプが等間隔に配置された装置が示されている。また、特許文献2では、複数個のランプが半導体ウエハ等の被処理体に対向して平行に同心円状に配列された装置が示されている。
しかしながら、半導体ウエハが配置されるサセプタの外周部では冷却チャンバ側に熱が逃げやすくなっている状況下では、特許文献1、2に記載の技術では同心円状に等間隔にランプを配置しているため、半導体ウエハの温度を均一化するためにはサセプタの外周側に位置するランプの強度を高くする必要がある。このため、外周側のランプについてはランプ1本あたりの強度を高くしなければならない。光の強度が高いほど、ランプの寿命は短くなる。したがって、温度を均一にするために放射される内外周のランプの光の強度にバラツキが生じるため、光の強度が高くなる外周側のランプの寿命が低下してしまうという問題があった。 However, in a situation where heat easily escapes to the cooling chamber side at the outer peripheral portion of the susceptor on which the semiconductor wafer is arranged, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 arrange the lamps at equal intervals in a concentric manner. Therefore, in order to make the temperature of the semiconductor wafer uniform, it is necessary to increase the intensity of the lamp located on the outer peripheral side of the susceptor. For this reason, about the lamp | ramp of an outer peripheral side, the intensity | strength per lamp | ramp must be made high. The higher the light intensity, the shorter the lamp life. Therefore, there is a variation in the light intensity of the inner and outer lamps radiated in order to make the temperature uniform, and there is a problem that the life of the outer lamp on which the light intensity is increased is reduced.
さらに、処理室が減圧になる石英ドームを有する熱処理装置では、ランプから石英ドームまでの距離がランプごとに異なる。特に、外周部のランプからサセプタに向かって放射された光は、石英ドームに対して光が垂直に入らないことになり、サセプタの外周側での石英ドームの光の透過率が低下し、サセプタに光が届きにくくなる。これにより、半導体ウエハの温度を均一化するためには外周側のランプの光の強度を高くする必要がある。したがって、上記と同様に、外周側のランプの寿命が低下してしまうという問題があった。 Furthermore, in a heat treatment apparatus having a quartz dome in which the processing chamber is decompressed, the distance from the lamp to the quartz dome varies from lamp to lamp. In particular, the light emitted from the lamp at the outer peripheral portion toward the susceptor does not enter the quartz dome perpendicularly, and the light transmittance of the quartz dome at the outer peripheral side of the susceptor decreases, and the susceptor It becomes difficult for light to reach. As a result, in order to make the temperature of the semiconductor wafer uniform, it is necessary to increase the light intensity of the lamp on the outer peripheral side. Therefore, similarly to the above, there is a problem that the life of the lamp on the outer peripheral side is reduced.
本発明は、上記点に鑑み、サセプタの外周側に配置されるランプの寿命が短くならないようにすることができる半導体製造装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of preventing the life of a lamp disposed on the outer peripheral side of a susceptor from being shortened.
上記目的を達成するため、請求項1、3、5に記載の発明では、半導体ウエハ(60)を加熱処理するための処理室(14)と、処理室(14)内に配置されると共に、半導体ウエハ(60)が配置される一面(40a)を有し、一面(40a)に垂直な中心軸を中心に回転するサセプタ(40)と、処理室(14)の境界の一部を形成するように配置された石英ドーム(11、12)と、石英ドーム(11、12)の端部(11b、12b)を拘束する冷却チャンバ(21、22)と、処理室(14)の外部に配置され、加熱源となる複数のランプ(50)とを有する半導体製造装置であって、複数のランプ(50)は少なくとも複数の円配列(51〜53)を構成すると共に、複数の円配列(51〜53)がサセプタ(40)の中心軸を中心に同心円状に配置されており、サセプタ(40)の中心軸側で隣り合う円配列(51、52)の間隔よりも、サセプタ(40)の外周側で隣り合う円配列(52、53)の間隔が密になっていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first , third , and fifth aspects of the present invention, the semiconductor wafer (60) is disposed in the processing chamber (14) and the processing chamber (14) for heat treatment, A susceptor (40) having a surface (40a) on which a semiconductor wafer (60) is disposed and rotating about a central axis perpendicular to the surface (40a) and a part of a boundary between the processing chamber (14) are formed. The quartz dome (11, 12) arranged in this manner, the cooling chambers (21, 22) that restrain the ends (11b, 12b) of the quartz dome (11, 12), and the outside of the processing chamber (14) The semiconductor manufacturing apparatus includes a plurality of lamps (50) serving as a heat source, and the plurality of lamps (50) constitute at least a plurality of circular arrays (51 to 53) and a plurality of circular arrays (51). ~ 53) is the central axis of the susceptor (40) Circular arrangements (52, 53) that are concentrically arranged in the center and that are adjacent on the outer peripheral side of the susceptor (40) rather than the interval between the circular arrangements (51, 52) adjacent on the central axis side of the susceptor (40). It is characterized in that the interval of is close.
これによると、サセプタ(40)の外周側では中心軸側よりも多くのランプ(50)が配置されているため、ランプ(50)一つ当たりの光の強度を小さくしたとしても、サセプタ(40)の中心軸側と同じ光の強度で加熱することができる。したがって、サセプタ(40)の外周側に配置されるランプ(50)の寿命が短くならないようにすることができる。 According to this, since more lamps (50) are arranged on the outer peripheral side of the susceptor (40) than on the central axis side, even if the intensity of light per lamp (50) is reduced, the susceptor (40) ) With the same light intensity as the central axis side. Therefore, the lifetime of the lamp (50) arranged on the outer peripheral side of the susceptor (40) can be prevented from being shortened.
請求項1に記載の発明では、環状であって、ランプ(50)の光を反射する反射面(71)を有しており、円配列(51〜53)の間に配置されると共に、反射面(71)に反射したランプ(50)の光を処理室(14)側に導くリフレクター(70)を備え、反射面(71)は、面粗度が20μm以下になっており、該反射面(71)にニッケルで形成された金属層(74)が形成され、該ニッケルで形成された金属層(74)の上に金で形成された金属層(75)が形成されており、ランプ(50)の光は金で形成された金属層(75)に反射するようになっていることを特徴とする。 In invention of Claim 1 , it is cyclic | annular, it has the reflective surface (71) which reflects the light of a lamp | ramp (50), and while being arrange | positioned between circular arrangement | sequences (51-53), it is reflective The reflector (70) which guides the light of the lamp (50) reflected on the surface (71) to the processing chamber (14) side is provided, and the reflection surface (71) has a surface roughness of 20 μm or less. A metal layer (74) made of nickel is formed on (71), a metal layer (75) made of gold is formed on the metal layer (74) made of nickel, and a lamp ( 50) is reflected by the metal layer (75) made of gold.
これにより、ランプ(50)から発せられた光をロスすることなくサセプタ(40)側に導くことができ、処理室(14)内を均一に加熱することができる。 Thereby, the light emitted from the lamp (50) can be guided to the susceptor (40) side without loss, and the inside of the processing chamber (14) can be heated uniformly.
請求項2、3に記載の発明では、サセプタ(40)の外周側で隣り合う円配列(52、53)を構成するランプ(50)は、内側の円配列(52)を構成するランプ(50)の間に外側の円配列(53)を構成するランプ(50)が段違いに配置されることで、面積あたりの配列密度が段違いでない場合に比べて密になっていること特徴とする。 According to the second and third aspects of the present invention, the lamps (50) constituting the circular arrangement (52, 53) adjacent on the outer peripheral side of the susceptor (40) are the lamps (50) constituting the inner circular arrangement (52). ) Between the lamps (50) constituting the outer circular arrangement (53) are arranged in a stepped manner, and the arrangement density per area is denser than in the case where the steps are not stepped.
これにより、サセプタ(40)の外周側の円配列(52、53)がサセプタ(40)の中心軸側の円配列(51)に比べて配列密度が多くなるように配置することができる。 Accordingly, the circular arrangement (52, 53) on the outer peripheral side of the susceptor (40) can be arranged so that the arrangement density is higher than the circular arrangement (51) on the central axis side of the susceptor (40).
請求項4、5に記載の発明では、複数のランプ(50)それぞれは、石英ドーム(11、12)から一定距離だけ離れて配置されていることを特徴とする。 The invention according to claims 4 and 5 is characterized in that each of the plurality of lamps (50) is arranged at a predetermined distance from the quartz dome (11, 12).
これにより、サセプタ(40)の中心軸側と外周側とで各ランプ(50)から処理室(14)側への光の入射量が同じになるようにすることができる。また、半導体ウエハ(60)と各ランプ(50)との距離を近くする、特にランプ(50)を同一平面内に配置した場合よりもサセプタ(40)の外周側のランプ(50)と半導体ウエハ(60)との距離を近くすることできるので、ランプ(50)の光をロスなく処理室(14)に入射することができる。 Thereby, the incident amount of light from each lamp (50) to the processing chamber (14) side can be the same on the central axis side and the outer peripheral side of the susceptor (40). Further, the distance between the semiconductor wafer (60) and each lamp (50) is reduced, in particular, the lamp (50) on the outer peripheral side of the susceptor (40) and the semiconductor wafer than when the lamp (50) is arranged in the same plane. Since the distance to (60) can be reduced, the light from the lamp (50) can enter the processing chamber (14) without loss.
請求項6に記載の発明では、リフレクター(70)は筒状になっており、内部に冷却水が流れるようになっていることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is characterized in that the reflector (70) has a cylindrical shape, and cooling water flows therein.
これにより、ランプ(50)から熱を受けるリフレクター(70)の反射面(71)の冷却効率を高めることができる。したがって、該反射面(71)に形成された金で形成された金属層(74)の寿命が短くならないようにすることができる。 Thereby, the cooling efficiency of the reflective surface (71) of the reflector (70) which receives heat from the lamp (50) can be increased. Therefore, the lifetime of the metal layer (74) formed of gold formed on the reflecting surface (71) can be prevented from being shortened.
請求項1、3、5に記載の発明では、サセプタ(40)の中心軸を中心にサセプタ(40)の外周側に向かって円配列(51〜53)とリフレクター(70)とが交互に繰り返し配置されており、サセプタ(40)の外周側では、リフレクター(70)の間に複数の円配列(52、53)が配置されていることを特徴とする。 In the first, third, and fifth aspects of the invention, the circular arrangement (51 to 53) and the reflector (70) are alternately repeated toward the outer peripheral side of the susceptor (40) around the central axis of the susceptor (40). The plurality of circular arrays (52, 53) are arranged between the reflectors (70) on the outer peripheral side of the susceptor (40).
これにより、サセプタ(40)の中心軸側と外周側とで光の強度にバラツキが生じないようにすることができ、処理室(14)内を均一に加熱することができる。 Thereby, it is possible to prevent variations in light intensity between the central axis side and the outer peripheral side of the susceptor (40), and the inside of the processing chamber (14) can be heated uniformly.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される半導体製造装置は、処理室を減圧にするものおよびその制御であって、特に、半導体ウエハにエピタキシャル膜等を成膜する装置に好適である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The semiconductor manufacturing apparatus shown in the present embodiment is an apparatus for reducing the pressure of a processing chamber and its control, and is particularly suitable for an apparatus for forming an epitaxial film or the like on a semiconductor wafer.
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の概略断面図である。この図に示されるように、半導体製造装置は、石英ドーム11、12と、冷却チャンバ21、22と、側面加圧ポンプ30と、サセプタ40と、シャフト41と、回転機構42と、複数のランプ50とを備えている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in this figure, the semiconductor manufacturing apparatus includes
石英ドーム11、12は、石英窓11a、12aとフランジ部11b、12bとで構成されている。石英窓11a、12aは凸状の容器である。また、フランジ部11b、12bは石英窓11a、12aの開口端部に設けられたものである。なお、フランジ部11b、12bは本発明の石英ドーム11、12の端部に相当する。
The
冷却チャンバ21、22は、複数のOリング13を介して石英ドーム11、12のフランジ部11b、12bを拘束するものであり、内部に冷却水が流れる構造を有している。冷却チャンバ21、22は、フランジ部11b、12bを石英窓11a、12aの凸側のものと凹側のものとで挟み込んだ構造になっており、凸側のものと凹側のものとがネジ23、24によりねじ止めされ、フランジ部11b、12bが冷却チャンバ21、22に強固に拘束されている。
The
また、図1に示されるように、石英ドーム11、12のフランジ部11b、12bにOリング13を介して冷却チャンバ21、22が固定された一対のものが用意され、各石英ドーム11、12の各石英窓11a、12aの凹部がそれぞれ向かい合わされて、各冷却チャンバ21、22が接合されている。このように、石英ドーム11、12、Oリング13、および冷却チャンバ21、22にて閉じられた空間が処理室14となる。処理室14は、半導体ウエハ60を加熱処理する部屋であり、大気圧から減圧されて処理ガス(成膜ガス)が注入される。
As shown in FIG. 1, a pair of
冷却チャンバ21、22には、成膜ガスを処理室14に導入するための導入通路25と、処理室14から成膜ガスを排出するための排出通路26とが設けられている。排出通路26は、配管を介して図示しない成膜ガス排出機構に接続されている。そして、処理室14から排出された成膜ガスは、該成膜ガス排出機構にて無害化され、成膜ガス中のダストや有害ガス等が薬液等により除去されるようになっている。
The
そして、フランジ部11b、12bを拘束するOリング13は、当該Oリング13がフランジ部11b、12bのうち石英窓11a、12aの凸側と該凸側とは反対側とにそれぞれ同心円状に配置されてフランジ部11b、12bを挟んでいる。
The O-
側面加圧ポンプ30は、処理室14が大気圧から減圧されることで石英窓11a、12aにおいて処理室14の中心部側に発生する圧縮力に石英窓11a、12aが対抗できるように、フランジ部11b、12bを処理室14側に押し込んで石英窓11a、12aの湾曲の度合いを維持もしくは高めるものである。この側面加圧ポンプ30は、図1に示されるように冷却チャンバ21、22の側面に接続されており、例えばN2やエアーによる加圧によりフランジ部11b、12bを処理室14側に押し込むようになっている。
The
サセプタ40は、一面40aおよび他面40bを有する円板状のテーブルであり、一面40aに複数の半導体ウエハ60が配置されるものである。
The
シャフト41は、サセプタ40の他面40b側に位置すると共に、サセプタ40の他面40bに対し垂直方向に延びる棒状の部材であり、サセプタ40を支持して処理室14内に配置させるものである。シャフト41のうちサセプタ40側の上端部41a側にサセプタ40が接続され、上端部41aとは反対側の下端部41bが回転機構42に備え付けられている。
The
図1に示されるように、シャフト41は、石英窓12aに設けられたシャフト貫通部12cに差し込まれた形態になっている。これにより、シャフト41の上端部41aは処理室14内に配置され、下端部41bは処理室14の外部に配置される。
As shown in FIG. 1, the
回転機構42は、シャフト41の下端部41bを支持し、シャフト41の中心軸を中心にシャフト41を回転させるものであり、モータ等を備えた周知のものである。この回転機構42によってシャフト41が回転すると、これに連動してサセプタ40も回転するようになっている。この回転機構42にはOリング15を介してシャフト貫通部12cが取り付けられ、これにより処理室14がシールされる。
The
また、図1に示される複数のランプ50は、輻射熱を発する加熱源であり、処理室14の外部に複数配置されている。具体的には、ランプ50は、各石英窓11a、12aの凸側に配置され、サセプタ40の一面40aおよび他面40bを照らし、処理室14内を加熱するようになっている。ランプ50として、例えばハロゲンランプが採用される。
The plurality of
以下、図2〜図4を参照して、ランプ50について説明する。図2は、シャフト41の中心軸を中心に複数のランプ50を見た平面図である。図3は、リフレクターの断面図である。また、図4は、図2の断面図である。
Hereinafter, the
図2に示されるように、複数のランプ50は複数の円配列51〜53を構成している。また、複数の円配列51〜53はサセプタ40の中心軸を中心に同心円状に配置されている。本実施形態では、各ランプ50が並べられて3つの円配列51〜53が設けられている。そして、サセプタ40の中心軸側で隣り合う2つの円配列51、52の間隔よりも、サセプタ40の外周側で隣り合う2つの円配列52、53の間隔が密になっている。言い換えると、サセプタ40の外周側で隣り合う2つの円配列52、53の間隔よりも、サセプタ40の中心軸側で隣り合う2つの円配列51、52の間隔が疎になっている。「間隔が密もしくは疎」というのは、サセプタ40の径方向に隣り合うランプ50の距離の長さを示している。各ランプ50として、それぞれ2kWのものが採用される。
As shown in FIG. 2, the plurality of
そして、2つの円配列52、53の間隔が密すなわちサセプタ40の外周側の2つの円配列52、53を構成する各ランプ50がサセプタ40の径方向で互いに距離が近くなるように、内側の円配列52を構成するランプ50の間に外側の円配列53を構成するランプ50が段違いに配置されている。これにより、サセプタ40の外周側の円配列52、53が密になるように配置される。すなわち、外周側の面積あたりの配列密度が、段違いがない場合に比べて密になる。
Then, the interval between the two
また、各円配列51〜53の間には、環状のリフレクター70が配置されている。該リフレクター70はランプ50の光を反射させて処理室14側に導く反射面71を有している。そして、図3に示されるように、リフレクター70は筒状すなわちダクト構造になっており、内部に水路72が設けられている。この水路72には図2に示される流水機構73から冷却水が流し込まれるようになっており、冷却水が水路72を通過することで反射面71が冷却されるようになっている。なお、図2では、サセプタ40の外周側のリフレクター70にのみ流水機構73が設けられた図が描かれているが、実際には全てのリフレクター70に流水機構73が接続されている。
An
反射面71は、図4に示されるように、ランプ50の光が処理室14にロスなく導かれる角度に傾けられている。この反射面71の面粗度は20μm以下になっている。そして、該反射面71にニッケルで形成された金属層74が形成され、該ニッケルで形成された金属層74の上に金で形成された金属層75が形成されている。このように、面粗度が20μm以下の反射面に金属層74、75を形成するのは、でこぼこの反射面71の表面が承継された金属層74、75が形成されてしまうと最上層の金属層75で光が乱反射してしまい、効率良くランプ50の光を処理室14側に導けなくなるからである。
As shown in FIG. 4, the reflecting
このようなリフレクター70が設けられていることで、処理室14に照射される光の集光密度のバラツキを小さくし、ランプパワーのばらつきを低減させつつ均一な加熱をもたらすことができる。また、本実施形態では、リフレクター70は該リフレクター70の反射面71を直接水冷できる水路72を備えた構造になっているため、金で形成された金属層75を冷やすことができ、該金属層75の寿命も向上する。
By providing such a
また、図4に示されるように、複数のランプ50それぞれは、石英ドーム11、12から一定距離だけ離れて配置されている。リフレクター70も、石英ドーム11、12から一定距離だけ離れて配置されている。これによると、各ランプ50から石英ドーム11、12に向かう主な光は、石英ドーム11、12に対して同じ角度で入射する。このため、石英ドーム11、12の特定な場所で光の反射によるロスに偏りが生じない。さらに、ランプ50を同一平面内に配置した場合よりもサセプタ40の外周側のランプ50と半導体ウエハ60との距離が近くなるので、サセプタ40の外周側に位置するランプ50の光をロスなく処理室14に入射できる。
Further, as shown in FIG. 4, each of the plurality of
そして、各ランプ50によって形成された各円配列51〜53および環状のリフレクター70は、図2および図4に示されるように、サセプタ40の中心軸を中心にサセプタ40の外周側に向かって円配列51〜53とリフレクター70とが交互に繰り返し配置されている。上述のように、各円配列51〜53は、1、2列目の円配列51、52が疎、2、3列目の円配列52、53が密に配置されている。このため、本実施形態では、1、2列目の円配列51、52の間にリフレクター70が配置され、3列目の円配列53の外側にリフレクター70が配置されている。すなわち、2、3列目の円配列52、53がリフレクター70に挟まれた配置になっている。
The
2、3列目の円配列52、53がリフレクター70に挟まれている配置も、リフレクター70と円配列52、53とが交互に繰り返し配置された一つの形態である。本実施形態では、サセプタ40の外周側の2、3列目の円配列52、53は密に、つまり段違いに配置されているため、該2、3列目の円配列52、53の間にリフレクター70を無理に配置する必要がない。
The arrangement in which the second and third rows of
このように、各円配列51〜53とリフレクター70とが交互に配置されると、各円配列51〜53の粗密の配置によって処理室14を均一が加熱されることに加え、リフレクター70によってランプ50の光がロスなく処理室14に照射されるため、サセプタ40の一面40aの面方向における光の強度のバラツキが低減され、処理室14内がさらに均一に加熱される。
As described above, when the
さらに、本実施形態では、図4に示されるように、サセプタ40の一面40a側であって、サセプタ40の中心軸上にブロワ80が配置されている。このブロワ80は各ランプ50よりも石英ドーム11から離れた場所に配置されおり、ブロワ80から石英ドーム11側に送風されるようになっている。風は、各ランプ50と石英ドーム11の外壁との間を石英ドーム11、12の外径側に流れる。これにより、石英ドーム11が空冷され、石英ドーム11において局所的に温度が高くなることを防止し、処理室14内が均一に加熱される。
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, a
なお、図2および図4に示されるランプ50やリフレクター70の配置は、サセプタ40の一面40a側および他面40b側の両方共に同じである。もちろん、サセプタ40の他面40b側にも図示しないブロワが設けられている。
The arrangement of the
以上が、本実施形態に係る半導体製造装置の全体構成である。この半導体製造装置において、回転機構42の回転速度、側面加圧ポンプ30の制御、処理室14への成膜ガスの注入、冷却チャンバ21、22の冷却水の制御、流入ガスの流量制御等は、図示しない制御装置により行われる。
The above is the overall configuration of the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment. In this semiconductor manufacturing apparatus, the rotational speed of the
次に、上記装置を用いて半導体ウエハ60に熱処理を行う工程について説明する。まず、装置のメンテが終わった後、Oリング13を介して石英ドーム11、12のフランジ部11b、12bに冷却チャンバ21、22をはめ込み、ネジ23、24を介して冷却チャンバ21、22を締め付ける。そして、一方の冷却チャンバ21を他方の冷却チャンバ22に固定して処理室14を形成する。
Next, a process of performing a heat treatment on the
続いて、側面加圧ポンプ30により、石英ドーム11、12に側面加圧を行う。また、図示しない真空ポンプにより、処理室14を真空にする。その後、H2により所定の圧力(減圧)とする。この状態で、図示しないトランスファーチャンバ(準備室)から半導体ウエハ60を搬送し、サセプタ40の一面40aに半導体ウエハ60を配置する。半導体ウエハ60に膜を成長させるための成膜ガスを冷却チャンバ21、22の導入通路25を介して処理室14に導入し、複数のランプ50によって処理室14を加熱する。これにより、半導体ウエハ60に加熱処理を施す。
Subsequently, side pressure is applied to the quartz domes 11 and 12 by the
その後、成膜ガスを止め、半導体ウエハ60をトランスファーチャンバ(準備室)に戻し、新しい半導体ウエハ60を搬送し半導体ウエハ60に膜を成長する作業を繰り返す。所定枚半導体ウエハ60に膜を成長させた後、メンテのため処理室14を大気圧まで不活性ガスで満たす。このようにして、半導体ウエハ60に熱処理を行う。
Thereafter, the film forming gas is stopped, the
以上説明したように、本実施形態では、サセプタ40の中心軸側に位置する1、2列目の円配列51、52の間隔よりも、サセプタ40の外周側に位置する2、3列目の円配列52、53の間隔が密になっていることが特徴となっている。これにより、冷却チャンバ21、22によって冷やされるサセプタ40の外周側に位置するランプ50の一つ当たりの光の強度を小さくすることが可能となる。したがって、サセプタ40の外周側に配置されるランプ50の寿命が短くならないようにすることができる。また、ランプ50の光を処理室14側に導くリフレクター70を併用することで、サセプタ40の一面40aの面内における温度のバラツキを抑え、均一に加熱することができる。
As described above, in the present embodiment, the second and third rows located on the outer peripheral side of the
(他の実施形態)
上記実施形態では、3列の円配列51〜53について説明したが、列の数は一例を示すものであって、さらに多くの円配列を設けても構わない。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the three rows of
また、リフレクター70の断面構造は図3に示されるものに限定されず、他の断面構造であっても構わない。すなわち、反射面71がランプ50の光を処理室14側に導けるように傾斜しており、内部に冷却水が流れる水路72が設けられていれば良い。
Further, the cross-sectional structure of the
さらに、石英ドーム11、12の形状は、図1に示されるものではなく、他の形状のものでも構わない。例えば、箱形の石英ドームを用いても良い。この場合でも、上記のようにランプ50を配置すれば良い。
Furthermore, the shapes of the quartz domes 11 and 12 are not shown in FIG. 1 and may be other shapes. For example, a box-shaped quartz dome may be used. Even in this case, the
11、12 石英ドーム
11b、12b フランジ部
14 処理室
21、22 冷却チャンバ
40 サセプタ
40a サセプタの一面
50 ランプ
51〜53 円配列
60 半導体ウエハ
70 リフレクター
71 反射面
74 ニッケルで形成された金属層
75 金で形成された金属層
11, 12 Quartz dome 11b,
Claims (6)
前記処理室(14)内に配置されると共に、前記半導体ウエハ(60)が配置される一面(40a)を有し、前記一面(40a)に垂直な中心軸を中心に回転するサセプタ(40)と、
前記処理室(14)の境界の一部を形成するように配置された石英ドーム(11、12)と、
前記石英ドーム(11、12)の端部(11b、12b)を拘束する冷却チャンバ(21、22)と、
前記処理室(14)の外部に配置され、加熱源となる複数のランプ(50)とを有し、
前記複数のランプ(50)は少なくとも複数の円配列(51〜53)を構成すると共に、前記複数の円配列(51〜53)が前記サセプタ(40)の中心軸を中心に同心円状に配置されており、前記サセプタ(40)の中心軸側で隣り合う円配列(51、52)の間隔よりも、前記サセプタ(40)の外周側で隣り合う円配列(52、53)の間隔が密になっている半導体製造装置であって、
環状であって、前記ランプ(50)の光を反射する反射面(71)を有しており、前記円配列(51〜53)の間に配置されると共に、前記反射面(71)に反射した前記ランプ(50)の光を前記処理室(14)側に導くリフレクター(70)を備え、
前記反射面(71)は、面粗度が20μm以下になっており、該反射面(71)にニッケルで形成された金属層(74)が形成され、該ニッケルで形成された金属層(74)の上に金で形成された金属層(75)が形成されており、前記ランプ(50)の光は前記金で形成された金属層(75)に反射するようになっており、
前記サセプタ(40)の中心軸を中心に前記サセプタ(40)の外周側に向かって前記円配列(51〜53)と前記リフレクター(70)とが交互に繰り返し配置されており、前記サセプタ(40)の外周側では、前記リフレクター(70)の間に複数の円配列(52、53)が配置されていることを特徴とする半導体製造装置。 A processing chamber (14) for heat-treating the semiconductor wafer (60);
A susceptor (40) disposed in the processing chamber (14) and having a surface (40a) on which the semiconductor wafer (60) is disposed, and rotating about a central axis perpendicular to the surface (40a). When,
A quartz dome (11, 12) arranged to form part of the boundary of the processing chamber (14);
Cooling chambers (21, 22) for restraining ends (11b, 12b) of the quartz dome (11, 12);
Disposed outside the processing chamber (14), it has a plurality of lamps serving as a heat source (50),
The plurality of lamps (50) constitute at least a plurality of circular arrays (51-53), and the plurality of circular arrays (51-53) are arranged concentrically around the central axis of the susceptor (40). And the interval between the adjacent circular arrays (52, 53) on the outer peripheral side of the susceptor (40) is smaller than the interval between the adjacent circular arrays (51, 52) on the central axis side of the susceptor (40). A semiconductor manufacturing apparatus,
It is annular and has a reflective surface (71) that reflects the light of the lamp (50), is disposed between the circular arrays (51 to 53), and is reflected by the reflective surface (71). A reflector (70) for guiding the light of the lamp (50) to the processing chamber (14) side,
The reflection surface (71) has a surface roughness of 20 μm or less, and a metal layer (74) made of nickel is formed on the reflection surface (71), and the metal layer (74 made of nickel) ), A metal layer (75) made of gold is formed, and the light of the lamp (50) is reflected on the metal layer (75) made of gold,
The circular arrangement (51 to 53) and the reflector (70) are alternately and repeatedly arranged toward the outer peripheral side of the susceptor (40) around the central axis of the susceptor (40), and the susceptor (40 ), A plurality of circular arrays (52, 53) are arranged between the reflectors (70) .
前記処理室(14)内に配置されると共に、前記半導体ウエハ(60)が配置される一面(40a)を有し、前記一面(40a)に垂直な中心軸を中心に回転するサセプタ(40)と、
前記処理室(14)の境界の一部を形成するように配置された石英ドーム(11、12)と、
前記石英ドーム(11、12)の端部(11b、12b)を拘束する冷却チャンバ(21、22)と、
前記処理室(14)の外部に配置され、加熱源となる複数のランプ(50)とを有し、
前記複数のランプ(50)は少なくとも複数の円配列(51〜53)を構成すると共に、前記複数の円配列(51〜53)が前記サセプタ(40)の中心軸を中心に同心円状に配置されており、前記サセプタ(40)の中心軸側で隣り合う円配列(51、52)の間隔よりも、前記サセプタ(40)の外周側で隣り合う円配列(52、53)の間隔が密になっている半導体製造装置であって、
環状であって、前記ランプ(50)の光を反射する反射面(71)を有しており、前記円配列(51〜53)の間に配置されると共に、前記反射面(71)に反射した前記ランプ(50)の光を前記処理室(14)側に導くリフレクター(70)を備え、
前記サセプタ(40)の外周側で隣り合う円配列(52、53)を構成するランプ(50)は、内側の円配列(52)を構成するランプ(50)の間に外側の円配列(53)を構成するランプ(50)が段違いに配置されることで、前記サセプタ(40)の外周側で隣り合う円配列(52、53)の間隔が密になっており、
前記サセプタ(40)の中心軸を中心に前記サセプタ(40)の外周側に向かって前記円配列(51〜53)と前記リフレクター(70)とが交互に繰り返し配置されており、前記サセプタ(40)の外周側では、前記リフレクター(70)の間に複数の円配列(52、53)が配置されていることを特徴とする半導体製造装置。 A processing chamber (14) for heat-treating the semiconductor wafer (60);
A susceptor (40) disposed in the processing chamber (14) and having a surface (40a) on which the semiconductor wafer (60) is disposed, and rotating about a central axis perpendicular to the surface (40a). When,
A quartz dome (11, 12) arranged to form part of the boundary of the processing chamber (14);
Cooling chambers (21, 22) for restraining ends (11b, 12b) of the quartz dome (11, 12);
A plurality of lamps (50) disposed outside the processing chamber (14) and serving as a heating source;
The plurality of lamps (50) constitute at least a plurality of circular arrays (51-53), and the plurality of circular arrays (51-53) are arranged concentrically around the central axis of the susceptor (40). And the interval between the adjacent circular arrays (52, 53) on the outer peripheral side of the susceptor (40) is smaller than the interval between the adjacent circular arrays (51, 52) on the central axis side of the susceptor (40). A semiconductor manufacturing apparatus,
It is annular and has a reflective surface (71) that reflects the light of the lamp (50), is disposed between the circular arrays (51 to 53), and is reflected by the reflective surface (71). A reflector (70) for guiding the light of the lamp (50) to the processing chamber (14) side,
The lamps (50) constituting the circular arrangement (52, 53) adjacent on the outer peripheral side of the susceptor (40) are arranged between the outer circular arrangement (53) between the lamps (50) constituting the inner circular arrangement (52). ) Are arranged in steps, so that the intervals between adjacent circular arrays (52, 53) on the outer peripheral side of the susceptor (40) are close ,
The circular arrangement (51 to 53) and the reflector (70) are alternately and repeatedly arranged toward the outer peripheral side of the susceptor (40) around the central axis of the susceptor (40), and the susceptor (40 ) in the outer peripheral side of the semi conductor manufacturing device you wherein a plurality of circular arrays (52, 53) is arranged between the reflector (70).
前記処理室(14)内に配置されると共に、前記半導体ウエハ(60)が配置される一面(40a)を有し、前記一面(40a)に垂直な中心軸を中心に回転するサセプタ(40)と、
前記処理室(14)の境界の一部を形成するように配置された石英ドーム(11、12)と、
前記石英ドーム(11、12)の端部(11b、12b)を拘束する冷却チャンバ(21、22)と、
前記処理室(14)の外部に配置され、加熱源となる複数のランプ(50)とを有し、
前記複数のランプ(50)は少なくとも複数の円配列(51〜53)を構成すると共に、前記複数の円配列(51〜53)が前記サセプタ(40)の中心軸を中心に同心円状に配置されており、前記サセプタ(40)の中心軸側で隣り合う円配列(51、52)の間隔よりも、前記サセプタ(40)の外周側で隣り合う円配列(52、53)の間隔が密になっている半導体製造装置であって、
環状であって、前記ランプ(50)の光を反射する反射面(71)を有しており、前記円配列(51〜53)の間に配置されると共に、前記反射面(71)に反射した前記ランプ(50)の光を前記処理室(14)側に導くリフレクター(70)を備え、
前記複数のランプ(50)それぞれは、前記石英ドーム(11、12)から一定距離だけ離れて配置されており、
前記サセプタ(40)の中心軸を中心に前記サセプタ(40)の外周側に向かって前記円配列(51〜53)と前記リフレクター(70)とが交互に繰り返し配置されており、前記サセプタ(40)の外周側では、前記リフレクター(70)の間に複数の円配列(52、53)が配置されていることを特徴とする半導体製造装置。 A processing chamber (14) for heat-treating the semiconductor wafer (60);
A susceptor (40) disposed in the processing chamber (14) and having a surface (40a) on which the semiconductor wafer (60) is disposed, and rotating about a central axis perpendicular to the surface (40a). When,
A quartz dome (11, 12) arranged to form part of the boundary of the processing chamber (14);
Cooling chambers (21, 22) for restraining ends (11b, 12b) of the quartz dome (11, 12);
A plurality of lamps (50) disposed outside the processing chamber (14) and serving as a heating source;
The plurality of lamps (50) constitute at least a plurality of circular arrays (51-53), and the plurality of circular arrays (51-53) are arranged concentrically around the central axis of the susceptor (40). And the interval between the adjacent circular arrays (52, 53) on the outer peripheral side of the susceptor (40) is smaller than the interval between the adjacent circular arrays (51, 52) on the central axis side of the susceptor (40). A semiconductor manufacturing apparatus,
It is annular and has a reflective surface (71) that reflects the light of the lamp (50), is disposed between the circular arrays (51 to 53), and is reflected by the reflective surface (71). A reflector (70) for guiding the light of the lamp (50) to the processing chamber (14) side,
Each of the plurality of lamps (50) is arranged at a certain distance from the quartz dome (11, 12),
The circular arrangement (51 to 53) and the reflector (70) are alternately and repeatedly arranged toward the outer peripheral side of the susceptor (40) around the central axis of the susceptor (40), and the susceptor (40 ) in the outer peripheral side of the semi conductor manufacturing device you wherein a plurality of circular arrays (52, 53) is arranged between the reflector (70).
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