JPH07294569A - Apparatus and method for heat treatment - Google Patents
Apparatus and method for heat treatmentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理で抵抗値が変化
する導電層の形成に好適な熱処理装置及び熱処理方法に
関し、一例とし、渦流センサ等の非接触抵抗検知手段を
採用して、半導体基板上に形成されるシリサイド層の抵
抗値が目標値になるように熱処理を制御し得る熱処理装
置及び熱処理方法に係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus and a heat treatment method suitable for forming a conductive layer whose resistance value changes by heat treatment. As an example, a non-contact resistance detecting means such as an eddy current sensor is used to form a semiconductor. The present invention relates to a heat treatment apparatus and a heat treatment method capable of controlling heat treatment so that the resistance value of a silicide layer formed on a substrate reaches a target value.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５（ａ）は、従来の放射熱源による熱
処理装置の概要を示す図であり、この熱処理装置は半導
体装置の製造工程で多用されるアニール工程に適した熱
処理装置である。同図に於いて、加熱炉は、石英管や石
英容器（以下、石英チャンバと称する）１と、石英チャ
ンバ１の上方及び下方に配置された棒状のハロゲン白熱
電球等の加熱ランプ４と、ウエハからの放熱により温度
を検出する放射温度計５と、この放射温度計５からの出
力に基づいて加熱ランプ４の照射量及び照射時間を制御
するランプ制御回路６とを有している。2. Description of the Related Art FIG. 5 (a) is a diagram showing an outline of a conventional heat treatment apparatus using a radiant heat source. This heat treatment apparatus is a heat treatment apparatus suitable for an annealing process often used in a semiconductor device manufacturing process. In FIG. 1, a heating furnace includes a quartz tube, a quartz container (hereinafter, referred to as a quartz chamber) 1, a heating lamp 4 such as a rod-shaped halogen incandescent lamp arranged above and below the quartz chamber 1, and a wafer. It has a radiation thermometer 5 for detecting the temperature by radiating heat from the lamp, and a lamp control circuit 6 for controlling the irradiation amount and irradiation time of the heating lamp 4 based on the output from the radiation thermometer 5.
【０００３】石英支持台（トレー或いはボート）２の載
置されたウエハ３は、石英チャンバ１内に投入され、加
熱ランプ４によって加熱される。この時、ウエハ３の表
面から放射される熱を放射温度計５で検出し、放射温度
計５からの出力がランプ制御回路６に入力される。ラン
プ制御回路６は、放射温度計５により検出される温度情
報とランプ制御回路６内で設定される時間情報とで定ま
る実測温度プロファイル（目標値）に近づくか、一致す
るように、制御信号を加熱ランプ４に出力する。この制
御信号により加熱ランプ４への通電により加熱温度が制
御される。A wafer 3 on which a quartz support (tray or boat) 2 is placed is put into a quartz chamber 1 and heated by a heating lamp 4. At this time, the heat radiated from the surface of the wafer 3 is detected by the radiation thermometer 5, and the output from the radiation thermometer 5 is input to the lamp control circuit 6. The lamp control circuit 6 sends a control signal so that the measured temperature profile (target value) determined by the temperature information detected by the radiation thermometer 5 and the time information set in the lamp control circuit 6 approaches or matches. Output to the heating lamp 4. The heating temperature is controlled by energizing the heating lamp 4 by this control signal.
【０００４】例えば、このウエハ３上に金属化合物層
（シリサイド層）を全面又は部分的に形成する為には、
一例としてポリシリコン層上にアモルファス状の高融点
金属層を堆積する。このようなウエハ３を熱処理する
と、一定温度以上で金属化合物化（シリサイド化）が進
行して低抵抗の導電層が形成される。このシリサイド化
による低抵抗化の進行は、最終的には概ね一定値に収束
する。このシリサイド化は熱処理温度と処理時間とのパ
ラメータで規定することができる。それ故、上記の実測
温度プロファイルが目標プロファイルとなるように加熱
ランプ４を制御することで、目標通りの低抵抗値を有す
る導電層を形成することができる。For example, in order to form a metal compound layer (silicide layer) entirely or partially on the wafer 3,
As an example, an amorphous refractory metal layer is deposited on the polysilicon layer. When such a wafer 3 is heat-treated, metal compound formation (silicidation) proceeds at a certain temperature or higher to form a low resistance conductive layer. The progress of lowering the resistance due to the silicidation finally converges to a substantially constant value. This silicidation can be defined by parameters of heat treatment temperature and treatment time. Therefore, by controlling the heating lamp 4 so that the above-mentioned actually measured temperature profile becomes the target profile, it is possible to form the conductive layer having the target low resistance value.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
加熱炉を用いて、ウエハにアニール工程等の熱処理を施
して、ウエハの上に低抵抗の導電層を形成する場合には
次のような問題がある。先ず、その温度測定は、その炉
内のウエハの表面温度を放射温度計で測定して行ってお
り、アニール工程では、熱処理温度と熱処理時間がその
製造条件のパラメータとなる。通常、放射温度計を用い
て正確な温度を測定するためには、予め実測して放射率
を求め、その放射率で放射温度計の出力を補正する必要
がある。従って、製造工程の途中で測定対象の膜厚や組
成状態が変動するような場合は、被検知体の放射率自体
が変動することになり、変動分だけ予め補正用の放射率
を求めない限り、正確な温度を検出することができない
が、実際はこのようなデータを揃えるのは困難である。
それ故、放射温度計の出力に基づいて正確な温度制御を
行うことはできないことになり、ひいては導電層の高精
度な抵抗値制御を望むことは困難であり、高精度な抵抗
値が要求される熱処理装置としては好ましくない。However, when the wafer is subjected to a heat treatment such as an annealing process using the above-mentioned heating furnace to form a low resistance conductive layer on the wafer, the following problems occur. There is. First, the temperature is measured by measuring the surface temperature of the wafer in the furnace with a radiation thermometer, and in the annealing step, the heat treatment temperature and the heat treatment time are parameters of the manufacturing conditions. Usually, in order to measure an accurate temperature using a radiation thermometer, it is necessary to actually measure in advance to obtain an emissivity and to correct the output of the radiation thermometer by the emissivity. Therefore, if the film thickness or composition state of the object to be measured fluctuates during the manufacturing process, the emissivity of the detected object itself will fluctuate, and unless the emissivity for correction is obtained in advance for the fluctuation. Although it is not possible to detect the accurate temperature, it is actually difficult to prepare such data.
Therefore, accurate temperature control cannot be performed based on the output of the radiation thermometer, and it is difficult to control the resistance value of the conductive layer with high accuracy, and high-precision resistance value is required. It is not preferable as a heat treatment apparatus.
【０００６】次に、図５（ｂ）の温度プロファイルを参
照して、この加熱炉における放射率の変動による問題点
について詳細に説明する。図５（ｂ）は縦軸が温度、横
軸が時間のパラメータを示し、温度Ｔは目標とするウエ
ハの温度であり、Ｔ−Δｔは実際のウエハの温度を示
し、τは予め設定された熱処理時間である。（イ）は目
標とする温度プロファイルであり、（ロ）は実際の温度
プロファイルを示している。例えば、放射温度計で測定
される放射率がプロセス変動によって上昇した場合、実
際の温度プロファイルは（ロ）の温度プロファイルとな
り、その時のウエハ温度は目標温度ＴよりΔｔ低い温度
（Ｔ−Δｔ）となり、この目標温度Ｔより下回る温度で
熱処理時間τが経過することになる。即ち、ウエハ上の
シリサイド化が予定通りに進まず、所望の低抵抗値にな
らないか、或いはΔｔが大きい場合は、シリサイド化そ
のものが進行しないままアニール工程を終了することも
あり得る。Next, with reference to the temperature profile of FIG. 5 (b), the problem caused by the variation of the emissivity in this heating furnace will be described in detail. In FIG. 5B, the vertical axis represents temperature, the horizontal axis represents time parameters, the temperature T is the target wafer temperature, T-Δt is the actual wafer temperature, and τ is preset. Heat treatment time. (A) shows a target temperature profile, and (B) shows an actual temperature profile. For example, when the emissivity measured by the radiation thermometer increases due to the process variation, the actual temperature profile becomes the temperature profile of (b), and the wafer temperature at that time becomes a temperature lower than the target temperature T by Δt (T−Δt). The heat treatment time τ elapses at a temperature lower than the target temperature T. That is, if the silicidation on the wafer does not proceed as planned and the desired low resistance value is not obtained, or if Δt is large, the annealing step may be terminated without the silicidation itself progressing.
【０００７】このようなプロセス変動に対応するべく、
目標通りの抵抗値を有するシリサイド化を達成するに
は、実験計画法等に基づく種々の条件を変えて、データ
サンプリングを行って、シリサイド化を実現する為の多
数のデータを収集する必要があり、多くの時間と労力を
費やすことになり現実的ではない。このような問題点を
解決する方法の一つとし、熱処理をする前にウエハ裏面
に付着した膜をプラズマエッチング等の方法で剥離し
て、ウエハの地肌からの放射される放射光或いは輻射熱
の放射率を略一定なものとして放射熱の測定を行う方法
がある。しかし、ウエハをレジスト塗布、ドライエッチ
ング、レジスト剥離、洗浄等の工程が増え、合理的でな
く、而も、前処理後に、熱処理によって化学反応により
状態が変化する場合には、何ら解決手段とはならない。In order to cope with such a process variation,
In order to achieve silicidation with the desired resistance value, it is necessary to collect various data to realize silicidation by changing the various conditions based on the experimental design method, performing data sampling. It is not realistic because it takes a lot of time and effort. As one of the methods for solving such a problem, the film adhered to the back surface of the wafer is peeled off by a method such as plasma etching before the heat treatment, and the radiation light or radiation heat emitted from the background of the wafer is emitted. There is a method of measuring radiant heat with a constant rate. However, the number of steps such as resist coating, dry etching, resist stripping, and cleaning of the wafer increases, which is not rational, and when the state is changed by the chemical reaction by the heat treatment after the pretreatment, there is no solution. I won't.
【０００８】本発明は、上述のような課題に鑑みなされ
たものであって、非接触型の抵抗値検知手段を備える熱
処理装置であって、加熱炉内の導電層の抵抗値の変化を
非接触型の抵抗値検知手段で検出し、加熱炉内の温度を
制御することで導電層の抵抗値の変化を正確に制御し得
る熱処理装置及び熱処理方法を提供することを目的とす
るものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a heat treatment apparatus provided with a non-contact type resistance value detecting means, which can prevent the resistance value of a conductive layer in a heating furnace from changing. An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus and a heat treatment method capable of accurately controlling a change in the resistance value of a conductive layer by controlling the temperature in a heating furnace, which is detected by a contact type resistance value detection means. .
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の熱処理装置は、導電層を形成する
為の熱処理装置であって、加熱炉と、前記加熱炉内で形
成される導電層の抵抗値の変化を検出する非接触型の抵
抗値検知手段と、前記抵抗値検出手段からの出力に基づ
いて前記加熱炉の温度を制御する制御手段と、を有する
ことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a first heat treatment apparatus of the present invention is a heat treatment apparatus for forming a conductive layer, which comprises a heating furnace and a heating furnace. Non-contact resistance value detection means for detecting a change in resistance value of the conductive layer to be formed, and control means for controlling the temperature of the heating furnace based on the output from the resistance value detection means. It is a feature.
【００１０】又、本発明の第２の熱処理装置は、導電層
を形成する為の熱処理装置であって、加熱炉と、前記加
熱炉内で形成される導電層の抵抗値の変化を検出する非
接触型の抵抗値検知手段と、前記加熱炉内の温度を測定
する温度検出手段と、前記温度検出手段と前記抵抗値検
出手段との出力に基づき、前記加熱炉の温度を制御する
制御手段と、を有することを特徴とするものである。A second heat treatment apparatus of the present invention is a heat treatment apparatus for forming a conductive layer, and detects a change in resistance value of a heating furnace and a conductive layer formed in the heating furnace. Non-contact resistance value detection means, temperature detection means for measuring the temperature in the heating furnace, and control means for controlling the temperature of the heating furnace based on the outputs of the temperature detection means and the resistance value detection means. And are included.
【００１１】又、本発明の第１の熱処理方法は、加熱に
伴う半導体基板上の導電層の抵抗値の変化を非接触型の
抵抗値検出手段で測定し、前記抵抗値検出手段からの出
力に基づき前記半導体基板の加熱温度を制御して、前記
導電層の抵抗値を所定値に設定することを特徴とする熱
処理方法である。又、本発明の第２の熱処理方法は、加
熱に伴う半導体基板上の導電層の抵抗値の変化を非接触
型の抵抗値検出手段で測定するとともに、前記半導体基
体の表面温度を温度検出手段で測定し、前記抵抗値検出
手段と前記温度検出手段からの出力に基づき前記半導体
基体の加熱温度を制御して、前記導電層の抵抗値を所定
値に設定することを特徴とする熱処理方法である。In the first heat treatment method of the present invention, the change in resistance value of the conductive layer on the semiconductor substrate due to heating is measured by the non-contact resistance value detecting means, and the output from the resistance value detecting means is obtained. Based on the above, the heating temperature of the semiconductor substrate is controlled to set the resistance value of the conductive layer to a predetermined value. In the second heat treatment method of the present invention, the change in resistance value of the conductive layer on the semiconductor substrate due to heating is measured by the non-contact resistance value detecting means, and the surface temperature of the semiconductor substrate is detected by the temperature detecting means. In the heat treatment method, the resistance value of the conductive layer is set to a predetermined value by controlling the heating temperature of the semiconductor substrate based on the outputs from the resistance value detecting means and the temperature detecting means. is there.
【００１２】[0012]
【作用】本発明の熱処理装置及びその熱処理方法は、ア
モルファス状の薄膜と金属薄膜をアニール工程を経て金
属化合物を形成して導電性を付与するをものであり、熱
処理による金属化合物の形成に伴って薄膜の抵抗値が減
少して行くことに着目したものであり、以下、請求項に
対応して説明する。請求項１の熱処理装置は、非接触型
の抵抗値検出手段を備えることによって、熱処理による
導電層の抵抗値の変化を検出して精度の良い抵抗値を有
する導電層を形成し得る熱処理装置である。請求項２の
熱処理装置は、加熱炉内に設けられた導電層の抵抗値を
検出し得る非接触型の抵抗値検出手段と、加熱炉内の温
度を検出する温度検出手段とを備えることによって、熱
処理による導電層の抵抗値の変化を検出して精度の良い
抵抗値を有する導電層を形成し得る熱処理装置である。
請求項３の熱処理方法は、加熱に伴う半導体基板上の導
電層の抵抗値を、非接触型の抵抗値検出手段で検出する
ことによって、半導体基板の加熱温度を制御して導電層
の抵抗値を所望の値に設定し得る熱処理方法である。請
求項４の熱処理方法は、加熱に伴う半導体基板上の導電
層の抵抗値を、非接触型の抵抗値検出手段と半導体基板
の表面温度を温度検出手段で検出することによって、半
導体基板の加熱温度を制御して、導電層の抵抗値を所望
の値に設定し得る熱処理方法である。The heat treatment apparatus and the heat treatment method of the present invention are to form a metal compound through an annealing process of an amorphous thin film and a metal thin film to give conductivity, and to provide conductivity with the formation of the metal compound by heat treatment. The present invention focuses on the fact that the resistance value of the thin film decreases, and will be described below in accordance with the claims. The heat treatment apparatus according to claim 1 is provided with a non-contact type resistance value detection means, and is capable of detecting a change in the resistance value of the conductive layer due to heat treatment and forming a conductive layer having an accurate resistance value. is there. The heat treatment apparatus according to claim 2 is provided with a non-contact type resistance value detection means capable of detecting the resistance value of the conductive layer provided in the heating furnace, and a temperature detection means for detecting the temperature in the heating furnace. A heat treatment apparatus capable of detecting a change in resistance value of a conductive layer due to heat treatment and forming a conductive layer having a highly accurate resistance value.
In the heat treatment method according to claim 3, the resistance value of the conductive layer on the semiconductor substrate is detected by a non-contact resistance value detection unit by controlling the heating temperature of the semiconductor substrate by detecting the resistance value of the conductive layer on the semiconductor substrate. Is a heat treatment method that can be set to a desired value. The heat treatment method according to claim 4, wherein the resistance value of the conductive layer on the semiconductor substrate due to heating is detected by the non-contact resistance value detection means and the surface temperature of the semiconductor substrate by the temperature detection means, thereby heating the semiconductor substrate. It is a heat treatment method capable of controlling the temperature and setting the resistance value of the conductive layer to a desired value.
【００１３】[0013]
（実施例１）以下、本発明に係る熱処理装置及びその熱
処理方法の一実施例について、図１（ａ）乃至（ｃ）を
参照して説明する。図１（ａ）に於いて、加熱炉１０
は、石英チューブや石英容器（石英チャンバ）１１にウ
エハの投入口（図示せず）が設けられ、石英チャンバ１
１の上側に渦流センサ１７を収納する筒状の石英ガラス
管１１ａが垂設されている。石英チャンバ１１の上方及
び下方には、例えば棒状のハロゲン白熱電球からなる放
射熱源としての加熱ランプ１４が設けられ、加熱ランプ
１４の光を効率よくウエハに照射される為に、通常、加
熱ランプ１４を覆うように反射板（図示せず）が設けら
れており、ウエハの面内温度分布が均一となるようにラ
ンプの出力がコントロールされる。この加熱炉１０は、
アモルファス状の層を再結晶させるアニール工程等に用
いられるものであり、例えば、ウエハ１３の表面に、ポ
リシリコン層やアモルファスシリコン膜とチタン薄膜と
が順次積層され、このウエハ１３の積層面を上にして石
英支持体（トレー又はボート）１２に載置されて、石英
チャンバ１０内に投入され、加熱ランプ１４を点灯させ
てウエハ１３を加熱する。(Embodiment 1) An embodiment of the heat treatment apparatus and the heat treatment method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (c). In FIG. 1A, the heating furnace 10
A quartz tube or a quartz container (quartz chamber) 11 is provided with a wafer loading port (not shown).
A cylindrical quartz glass tube 11a for accommodating the eddy current sensor 17 is vertically provided on the upper side of 1. Above and below the quartz chamber 11, there is provided a heating lamp 14 as a radiant heat source composed of, for example, a rod-shaped halogen incandescent lamp, and in order to efficiently irradiate the wafer with the light of the heating lamp 14, the heating lamp 14 is usually used. A reflector (not shown) is provided so as to cover the wafer, and the output of the lamp is controlled so that the in-plane temperature distribution of the wafer becomes uniform. This heating furnace 10
It is used in an annealing process or the like for recrystallizing an amorphous layer. For example, a polysilicon layer or an amorphous silicon film and a titanium thin film are sequentially laminated on the surface of the wafer 13, and the laminated surface of the wafer 13 is placed on top. Then, the wafer 13 is placed on the quartz support (tray or boat) 12 and put into the quartz chamber 10, and the heating lamp 14 is turned on to heat the wafer 13.
【００１４】渦流センサ１７のプローブは、直径が３５
ｍｍであり、その長さが５０ｍｍ程度のコイル或いは光
学的に透明で耐熱性のある薄膜状のヘリカルコイル等か
ら形成される。渦流センサ１７には交流電流が流され、
ウエハ１３の表面の抵抗値の変動に応じて、プローブに
発生する磁束密度が変化することで抵抗値を検出するこ
とができる。この渦流センサ１７のプローブの設置位置
は、高い検出感度を得る為に、石英ガラス管１１ａに渦
流センサ１７を挿入した状態で、ウエハ１２の表面から
５〜６ｍｍ程度の位置に設置される。無論、この渦流セ
ンサ１７のフローブの設置位置は、渦流センサ１７から
発生する磁束密度に依存するので、かならずしもこの位
置に限定するものではなく、検出感度を勘案して適宜に
設定すればよい。渦流センサ１７のプローブにより、ウ
エハの内面温度の均一性が損なわれる場合には、例え
ば、渦流センサ１７近傍の加熱源とウエハ表面との距離
を、他の位置の加熱源をウエハ表面との距離よりも小さ
くすることで温度分布を変えたり、渦流センサ１７近傍
の加熱源の出力を他の位置の出力より大きくなるように
制御してもよい。The probe of the eddy current sensor 17 has a diameter of 35.
The length is about 50 mm, and the coil is formed from a coil having a length of about 50 mm or a thin-film helical coil that is optically transparent and has heat resistance. An alternating current is applied to the eddy current sensor 17,
The resistance value can be detected by changing the magnetic flux density generated in the probe according to the fluctuation of the resistance value on the surface of the wafer 13. The position of the probe of the eddy current sensor 17 is about 5 to 6 mm from the surface of the wafer 12 with the eddy current sensor 17 inserted in the quartz glass tube 11a in order to obtain high detection sensitivity. Needless to say, the installation position of the vortex of the eddy current sensor 17 depends on the magnetic flux density generated from the eddy current sensor 17, and therefore is not necessarily limited to this position, and may be set appropriately in consideration of the detection sensitivity. When the uniformity of the inner surface temperature of the wafer is impaired by the probe of the eddy current sensor 17, for example, the distance between the heating source near the eddy current sensor 17 and the wafer surface, and the distance between the heating sources at other positions and the wafer surface. The temperature distribution may be changed by making the temperature smaller than that, or the output of the heating source near the eddy current sensor 17 may be controlled to be larger than the output at other positions.
【００１５】次に、本発明の加熱処理方法について説明
する。この加熱処理方法は、熱処理によって抵抗値が変
化するものを対象とするものであり、図１（ｂ）のブロ
ック図に基づいて説明する。図１（ｂ）に於いて、渦流
センサ演算回路１８は、渦流センサ１７の出力を増幅す
る機能を含み、渦流センサ１７の出力信号を抵抗値に変
化する機能を有し、温度補償機能を備えてもよい。ラン
プ制御回路１６は、中央制御装置（ＣＰＵ）やデータを
蓄積する記憶装置等を有する。ランプ制御回路１６の中
央制御装置では、プログラムに従って、先ず、加熱ラン
プ１４を点灯して加熱炉１０内の温度を上昇させ、続い
て、渦流センサ演算回路１８からの実測抵抗値に対応す
る信号と予めプログラムされた目標値とのデータの比較
を行って、両者の差分をゼロにするように加熱ランプ１
４の出力を制御（ＰＩＤ制御）しつつ、シリサイド化の
終点判定を行う。無論、シリサイド化の進行が確認され
た時点で温度を一定に保持して熱処理時間を制御すれば
よく、所定の抵抗値のシリサイド層が形成される。Next, the heat treatment method of the present invention will be described. This heat treatment method is intended for those whose resistance value changes due to heat treatment, and will be described based on the block diagram of FIG. 1 (b). In FIG. 1B, the eddy current sensor arithmetic circuit 18 has a function of amplifying the output of the eddy current sensor 17, a function of changing the output signal of the eddy current sensor 17 into a resistance value, and a temperature compensation function. May be. The lamp control circuit 16 includes a central control unit (CPU), a storage device that stores data, and the like. According to the program, the central control unit of the lamp control circuit 16 first turns on the heating lamp 14 to raise the temperature in the heating furnace 10, and subsequently, outputs a signal corresponding to the measured resistance value from the eddy current sensor arithmetic circuit 18. By comparing the data with the preprogrammed target value, the heating lamp 1
While controlling the output of No. 4 (PID control), the end point of silicidation is determined. Of course, when the progress of silicidation is confirmed, the temperature may be kept constant and the heat treatment time may be controlled to form a silicide layer having a predetermined resistance value.
【００１６】このプログラムされた目標値は、例えば、
一定温度以上において進行するシリサイド化反応に対応
して変化するシリサイド層の理想的な抵抗値或いは設計
値である。記憶装置に蓄積された制御プログラムは、渦
流センサ１７の出力に対応する実測抵抗値が所定の値に
なる場合に、やはり記憶装置に蓄積されているデータを
参照して、石英チャンバ１１の上下に複数配置される加
熱ランプ１４の各ランプを制御する。無論、各ランプ毎
に異なる制御信号を送って各ランプの出力を変えて、加
熱されているウエハ１３の面内温度分布を積極的に変え
る形式にしてもよい。This programmed target value is, for example,
It is an ideal resistance value or design value of a silicide layer that changes corresponding to a silicidation reaction that proceeds at a certain temperature or higher. When the measured resistance value corresponding to the output of the eddy current sensor 17 reaches a predetermined value, the control program stored in the storage device also refers to the data stored in the storage device to move the quartz chamber 11 up and down. Each of the heating lamps 14 arranged in a plurality is controlled. Of course, a different control signal may be sent to each lamp to change the output of each lamp to positively change the in-plane temperature distribution of the heated wafer 13.
【００１７】仮に、ウエハ１２の表面に積層された積層
膜が、ポリシリコン層やアモルファスシリコン膜とチタ
ン（Ｔｉ）薄膜であったとすると、加熱に伴って化学反
応が進行してシリサイド化が進むに連れて、積層膜の抵
抗値は低下する。因に、チタン薄膜の比抵抗は４３〜４
７×１０-6Ωｃｍであるが、シリサイド化されてチタン
シリサイドとなると、その抵抗値は１０〜２５×１０-6
Ωｃｍとなる。従って、この抵抗値の変化を渦流センサ
１７で検出し、渦流センサ１７の出力が所定の値、即
ち、所定の抵抗値（目標値）に達したことをランプ制御
回路１６で検出して、加熱ランプ１４を消灯させるよう
にして所定の抵抗値に設定するものである。尚、シリサ
イド層の抵抗値は、十分シリサイド化が進むと、概ね一
定値に収束する。従って、渦流センサ１７で検出された
抵抗値がシリサイド化の進行に伴って一定値に達したこ
とを非接触型の抵抗値検出手段によって検出した場合
は、その時点で終了させることができるので必要以上に
熱処理を行うことがなく、他の回路素子への悪影響を回
避できる。If the laminated film laminated on the surface of the wafer 12 is a polysilicon layer or an amorphous silicon film and a titanium (Ti) thin film, a chemical reaction proceeds with heating and silicidation proceeds. Along with this, the resistance value of the laminated film decreases. The titanium thin film has a specific resistance of 43-4.
Although it is 7 × 10 −6 Ωcm, when it is silicified into titanium silicide, its resistance value is 10 to 25 × 10 −6.
It becomes Ωcm. Therefore, the change in the resistance value is detected by the eddy current sensor 17, and the lamp control circuit 16 detects that the output of the eddy current sensor 17 reaches a predetermined value, that is, a predetermined resistance value (target value), and the heating is performed. The lamp 14 is turned off to set a predetermined resistance value. The resistance value of the silicide layer converges to a substantially constant value when the silicidation progresses sufficiently. Therefore, when it is detected by the non-contact resistance value detection means that the resistance value detected by the eddy current sensor 17 has reached a certain value as the silicidation progresses, it can be ended at that time. Without performing heat treatment as described above, adverse effects on other circuit elements can be avoided.
【００１８】無論、ポリシリコン層の下側に別の導電層
がある場合であっても、この導電層がパターニングされ
ていて小面積に切り分けられている場合、又は、抵抗値
変動が殆ど問題にならない程度に小さければ、そのウエ
ハは本発明の熱処理装置及び熱処理方法を適応できるこ
とは明らかである。更に、このようなウエハは、半導体
装置を製造する過程で多く見られ、このような半導体装
置に異常な加熱が避けられるので他の回路への悪影響を
防止できる。又、そのプローブは、その性質に応じて耐
熱性樹脂或いは布等で保護してもよく、渦流センサ１７
に温度特性がある場合には、その温度特性を予め渦流セ
ンサ演算回路１８に記憶させて、渦流センサ１７の出力
を補正することによって、より正確に抵抗値を検出する
ことができる。無論、渦流センサ１７を冷却する方法に
よってもよいことは明らかである。即ち、この実施例の
熱処理装置は、熱処理の制御パラメータとして従来処理
時間で行っていたものに対して、渦流センサ等の非接触
型抵抗値検出手段によって加熱炉内の試料の抵抗値の変
化と処理時間のパラメータで熱処理を行うものである。Of course, even if another conductive layer is provided below the polysilicon layer, if this conductive layer is patterned and cut into small areas, or resistance fluctuations are almost problematic. It is obvious that the wafer can be applied with the heat treatment apparatus and the heat treatment method of the present invention as long as it is not too small. Further, such a wafer is often seen in the process of manufacturing a semiconductor device, and abnormal heating of such a semiconductor device can be avoided, so that adverse effects on other circuits can be prevented. Further, the probe may be protected by a heat resistant resin, cloth or the like depending on its property.
If there is a temperature characteristic, the temperature characteristic is stored in advance in the eddy current sensor arithmetic circuit 18 and the output of the eddy current sensor 17 is corrected, so that the resistance value can be detected more accurately. Of course, it is obvious that the method of cooling the eddy current sensor 17 may be used. That is, in the heat treatment apparatus of this embodiment, as compared with the conventional heat treatment control parameter for the treatment time, a change in the resistance value of the sample in the heating furnace is detected by the non-contact resistance value detection means such as an eddy current sensor. The heat treatment is performed with the parameter of the treatment time.
【００１９】（実施例２）次に、本発明に係る熱処理装
置及びその熱処理方法の他の実施例について、図２乃至
図４を参照して説明する。図２に於いて、加熱炉１０
は、先の実施例と同一であるので簡単に説明すると、石
英チャンバ１１にウエハの投入口が設けられ、石英チャ
ンバ１１の上側に渦流センサ１７を収納する筒状の石英
ガラス管１１ａが垂設されている。石英チャンバ１１の
上方及び下方には、加熱ランプ１４が設けられ、加熱ラ
ンプ１４の光を効率よくウエハに照射される為に、加熱
ランプ１４を覆うように反射板が設けられている。この
加熱炉１０は、アモルファス構造を再結晶させるアニー
ル工程等に用いられるものであり、例えば、ウエハ１３
の表面に、ポリシリコン層やアモルファスシリコン膜と
チタン薄膜とが順次積層され、このウエハ１３の積層面
を上にして石英支持台１２に載置して、石英チャンバ１
０内に投入し、加熱ランプ１４を点灯させてウエハ１３
を加熱する。(Embodiment 2) Next, another embodiment of the heat treatment apparatus and the heat treatment method according to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the heating furnace 10
Since it is the same as the previous embodiment, a brief description will be given. The quartz chamber 11 is provided with a wafer inlet, and a cylindrical quartz glass tube 11a for accommodating the eddy current sensor 17 is vertically provided above the quartz chamber 11. Has been done. A heating lamp 14 is provided above and below the quartz chamber 11, and a reflecting plate is provided so as to cover the heating lamp 14 in order to efficiently irradiate the wafer with the light of the heating lamp 14. The heating furnace 10 is used in an annealing process or the like for recrystallizing an amorphous structure. For example, the wafer 13 is used.
A polysilicon layer, an amorphous silicon film, and a titanium thin film are sequentially laminated on the surface of the wafer, and the wafer 13 is placed on the quartz support table 12 with the laminated surface facing upward, and the quartz chamber 1
0, the heating lamp 14 is turned on, and the wafer 13
To heat.
【００２０】この加熱炉１０は、渦流センサ１７の出力
は、渦流センサ演算回路１８に入力されて信号処理され
てランプ制御回路１６に入力される。渦流センサ演算回
路１８は、先に説明したように、出力信号を抵抗値に対
応した信号に変換する機能を備え、ランプ制御回路１６
は中央制御装置（ＣＰＵ）と、制御プログラムやデータ
などを蓄積する記憶装置等を有する。加熱炉１０内の温
度を放射温度計１５で測定して、その出力をランプ制御
回路１６に入力する。放射温度計１５と渦流センサ演算
回路１８からの信号はそれぞれランプ制御回路１６で処
理され、ランプ制御回路１６からの制御信号に基づい
て、加熱ランプ１４が制御され、ウエハの導電層が所定
の抵抗値に設定される。In the heating furnace 10, the output of the eddy current sensor 17 is input to the eddy current sensor arithmetic circuit 18 for signal processing and then to the lamp control circuit 16. As described above, the eddy current sensor arithmetic circuit 18 has a function of converting the output signal into a signal corresponding to the resistance value, and the lamp control circuit 16
Has a central control unit (CPU), a storage device for storing control programs and data, and the like. The temperature in the heating furnace 10 is measured by the radiation thermometer 15, and the output is input to the lamp control circuit 16. Signals from the radiation thermometer 15 and the eddy current sensor arithmetic circuit 18 are respectively processed by the lamp control circuit 16, the heating lamp 14 is controlled based on the control signal from the lamp control circuit 16, and the conductive layer of the wafer has a predetermined resistance. Set to the value.
【００２１】無論、この渦流センサ１７のプローブの設
置位置は、先に説明した通りであり、そのプローブは、
その性質に応じて耐熱性樹脂或いは布等で保護してもよ
く、渦流センサ１７に温度特性がある場合には、その温
度特性を予め渦流センサ演算回路１８に記憶させて、渦
流センサ１７の出力を補正することにより、より正確に
温度を検出することができる。又、渦流センサ１７を冷
却する方法によってもよいことは、先の実施例と同様で
ある。Needless to say, the position of the probe of the eddy current sensor 17 is as described above, and the probe is
The eddy current sensor 17 may be protected by a heat-resistant resin or cloth according to its properties. If the eddy current sensor 17 has a temperature characteristic, the temperature characteristic is stored in advance in the eddy current sensor arithmetic circuit 18 and the output of the eddy current sensor 17 is stored. The temperature can be detected more accurately by correcting the temperature. Also, the method of cooling the eddy current sensor 17 may be used, as in the previous embodiment.
【００２２】次に、熱処理方式の他の実施例について、
図３のブロック図に基づいて説明する。図３に於いて、
ランプ制御回路１６は、中央制御装置（ＣＰＵ）等から
なり、予めプログラムを記憶する記憶装置を有し、加熱
炉１０内のウエハ１３の表面温度を測定する放射温度計
１５から信号Ｐ1 と渦流センサ演算回路１７からの割り
込み信号Ｐ4 が夫々供給されて信号処理され、加熱ラン
プ制御信号Ｐ2 を加熱ランプ１４に印加して温度制御が
なされている。渦流センサ１７からの渦流センサ信号Ｐ
5 は、渦流センサ演算回路１８で処理されて抵抗値に変
換されてランプ制御回路１６に供給されている。先に、
説明したように、渦流センサ演算回路１８は渦流センサ
１７からの信号を増幅してその出力を抵抗値に変換する
ものである。渦流センサ１７に温度特性がある場合に、
温度補正を行って測定値を補正する機能を備えるように
してもよい。又、ランプ制御回路１６には時間計測機能
を備え、設定温度到達後に所定の時間が経過した場合
に、渦流センサ演算回路１８に指令する指令信号Ｐ3 を
発信して、渦流センサ１７を制御するようになされてい
る。無論、この制御方式は、プログラムを変更すること
によって任意に設定し得る。Next, regarding another embodiment of the heat treatment method,
Description will be given based on the block diagram of FIG. In FIG.
The lamp control circuit 16 is composed of a central control unit (CPU) or the like, has a storage device for storing a program in advance, and outputs a signal P 1 and a vortex flow from the radiation thermometer 15 for measuring the surface temperature of the wafer 13 in the heating furnace 10. The interrupt signal P 4 from the sensor arithmetic circuit 17 is supplied and processed, and the heating lamp control signal P 2 is applied to the heating lamp 14 to control the temperature. Eddy current sensor signal P from the eddy current sensor 17
5 is processed by the eddy current sensor arithmetic circuit 18, converted into a resistance value, and supplied to the lamp control circuit 16. First
As described above, the eddy current sensor arithmetic circuit 18 amplifies the signal from the eddy current sensor 17 and converts its output into a resistance value. When the eddy current sensor 17 has a temperature characteristic,
You may make it equipped with the function which correct | amends temperature and corrects a measured value. Further, the lamp control circuit 16 has a time measuring function, and when a predetermined time has elapsed after reaching the set temperature, a command signal P 3 for instructing the eddy current sensor arithmetic circuit 18 is transmitted to control the eddy current sensor 17. It is done like this. Of course, this control method can be arbitrarily set by changing the program.
【００２３】続いて、図４（ａ），（ｂ）を参照して熱
処理方式について詳細に説明すると、石英チャンバ１１
内には、例えば、ウエハの上にポリシリコン膜やアモル
スファスシリコン膜を堆積し、更に、チタン（Ｔｉ）を
堆積し、石英支持台２に載置されて、石英チャンバ１１
内に投入される。ランプ制御回路１６から加熱ランプ制
御信号Ｐ2 が加熱ランプ４に印加されて石英チャンバ１
１が加熱される。図４（ａ）に示すように、時刻ｔ0 で
炉内の温度は徐々に上昇する。ランプ制御回路１６には
予め決められた温度パターンが記憶されており、その記
憶された温度パターンに従って温度が制御されて上昇
し、時刻ｔ1 で所定の温度に達する。Next, the heat treatment method will be described in detail with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b).
In the inside, for example, a polysilicon film or an amorphous silicon film is deposited on a wafer, titanium (Ti) is further deposited, and the quartz film is placed on the quartz support table 2 and the quartz chamber 11
It is thrown in. A heating lamp control signal P 2 is applied from the lamp control circuit 16 to the heating lamp 4 to cause the quartz chamber 1
1 is heated. As shown in FIG. 4A, the temperature in the furnace gradually rises at time t 0 . A predetermined temperature pattern is stored in the lamp control circuit 16, the temperature is controlled and rises according to the stored temperature pattern, and reaches a predetermined temperature at time t 1 .
【００２４】炉内の温度が所定の値に設定され、加熱開
始時刻ｔ0 からある決められた時刻ｔ2 に達すると、ラ
ンプ制御回路１６から渦流センサ演算回路１８へ渦流セ
ンサ１７を動作を開始する指令信号Ｐ3 が出力される。
無論、予め渦流センサ１７を動作状態にしてもよい。熱
処理によって炉内に投入されたウエハの表面のシリサイ
ド化が進行すると、図４（ｂ）に示すように、渦流セン
サ１７の出力は徐々に減少して行く。無論、シリサイド
化が進行していない時は更に加熱して温度を上昇させて
シリサイド化の進行を確認する。When the temperature in the furnace is set to a predetermined value and reaches a predetermined time t 2 from the heating start time t 0 , the lamp control circuit 16 starts the operation of the eddy current sensor 17 to the eddy current sensor arithmetic circuit 18. The command signal P 3 for
Of course, the eddy current sensor 17 may be activated in advance. As the silicidation of the surface of the wafer put into the furnace progresses due to the heat treatment, the output of the eddy current sensor 17 gradually decreases as shown in FIG. Of course, when silicidation has not progressed, the temperature is further increased by heating to confirm the progress of silicidation.
【００２５】シリサイド化に伴い抵抗値が減少して行
き、時刻ｔ3 で所定の抵抗値（目標値）に達して、渦流
センサ演算回路１８で終点判定を行って割り込み信号Ｐ
4 をランプ制御回路１６に供給して、加熱ランプ１４を
制御して予め設定された降下温度パターンとなるように
する。渦流センサ１７を作動状態に維持して冷却後のシ
リサイド層の抵抗値を測定して所定の抵抗値が得られて
いることを確認して時刻ｔ4 で熱処理工程を終了する。
従って、抵抗値が目標値に達しても熱処理が継続される
おそれがない。実施例は、最終判定を渦流センサ演算回
路１８でなされているが、ランプ制御回路１６で判定し
て加熱ランプ１４を制御するようにしてもよい。又、予
め加熱炉１０を加熱してからウエハを投入してもよい。
更に、石英チャンバ１１を光の照射のみならず予備加熱
を行うヒータを備えてもよいことは明らかである。この
実施例では、加熱炉が加熱温度と、加熱炉に投入される
ウエハの表面に形成れる導電層の抵抗値と熱処理時間の
パラメータによって制御される熱処理装置である。The resistance value decreases with the silicidation and reaches a predetermined resistance value (target value) at time t 3 , and the eddy current sensor arithmetic circuit 18 determines the end point and interrupt signal P.
4 is supplied to the lamp control circuit 16 to control the heating lamp 14 so that the temperature drop pattern is set in advance. The eddy current sensor 17 is maintained in the operating state, the resistance value of the silicide layer after cooling is measured, and it is confirmed that a predetermined resistance value is obtained, and the heat treatment process is ended at time t 4 .
Therefore, there is no possibility that the heat treatment will be continued even if the resistance value reaches the target value. In the embodiment, the final judgment is made by the eddy current sensor arithmetic circuit 18, but the lamp control circuit 16 may make the judgment to control the heating lamp 14. Alternatively, the wafer may be loaded after heating the heating furnace 10 in advance.
Further, it is obvious that the quartz chamber 11 may be provided with a heater for preheating as well as light irradiation. In this embodiment, the heating furnace is a heat treatment apparatus controlled by the heating temperature, the resistance value of the conductive layer formed on the surface of the wafer placed in the heating furnace, and the parameters of the heat treatment time.
【００２６】上述のように、本発明の熱処理装置及びそ
の熱処理方式は、ウエハ表面にポリシリコン層やアモル
ファスシリコン膜等を堆積し、更に、チタン（Ｔｉ）、
タングステン（Ｗ）、モリブテン（Ｍｏ）、ニッケル
（Ｎｉ）等の少なくとも何れか一つを堆積して、熱処理
することよってシリサイド層（金属化合物）が形成さ
れ、このシリサイド化（金属化合物化）は熱処理によっ
て化学反応が進行してその膜の抵抗値は減少して行くこ
とに着目してなされたものである。加熱炉内にウエハを
載置して、加熱によってウエハの表面に形成されるシリ
サイド層の抵抗値を渦流センサで検出して、加熱炉内の
ウエハの温度を制御して、シリサイド層を形成するもの
である。抵抗値の測定は、非接触型で抵抗値を測定する
方法は必ずしも渦流センサである必要はなく、非接触型
の抵抗測定手段であればよく、光学的手法によって抵抗
値を推定する方法であってもよいことは明らかである。As described above, according to the heat treatment apparatus and the heat treatment method of the present invention, a polysilicon layer, an amorphous silicon film, or the like is deposited on the wafer surface, and titanium (Ti),
A silicide layer (metal compound) is formed by depositing at least one of tungsten (W), molybdenum (Mo), nickel (Ni), etc., and heat-treating this silicidation (metal compound formation). This was done paying attention to the fact that the chemical reaction proceeds and the resistance value of the film decreases. A wafer is placed in a heating furnace, the resistance value of a silicide layer formed on the surface of the wafer by heating is detected by an eddy current sensor, the temperature of the wafer in the heating furnace is controlled, and a silicide layer is formed. It is a thing. For the measurement of the resistance value, the non-contact method for measuring the resistance value does not necessarily have to be the eddy current sensor, and any non-contact type resistance measuring means may be used, and the resistance value is estimated by an optical method. It is clear that it is okay.
【００２７】無論、デバイスの製造過程では、絶縁膜を
通して、下層に導電膜があることもあるが、パターニン
グされており、ウエハの全面に形成された最上層のシリ
サイド層と比較して、その面積は相対的に小さくその影
響が無視できると共に、また、下層の導電層は既にパタ
ーニングされており、その抵抗値は一定であるので、渦
流センサ１７に流れるバイアス電流としてのみ作用し
て、検出には支障がなく、最上層の導電層の抵抗値を検
出することができる。又、渦流センサ演算回路１８で
は、下層の導電層によるバイアス電流を、電気的に取り
除いてシリサイド化による抵抗変化分のみを導出するこ
とも可能である。Of course, in the process of manufacturing the device, although there is a conductive film in the lower layer through the insulating film, it is patterned and its area is smaller than that of the uppermost silicide layer formed on the entire surface of the wafer. Is relatively small and its influence can be ignored, and since the lower conductive layer is already patterned and its resistance value is constant, it acts only as a bias current flowing through the eddy current sensor 17 and is not detected. The resistance value of the uppermost conductive layer can be detected without any trouble. In the eddy current sensor arithmetic circuit 18, it is also possible to electrically remove the bias current due to the lower conductive layer and derive only the resistance change due to silicidation.
【００２８】[0028]
【発明の効果】上述のように、本発明の第１の熱処理装
置は、従来のように、予め設定された温度条件及び処理
時間でシリサイド層を形成するものではなく、熱処理に
よる導電層の抵抗値の変化を、非接触型の抵抗値測定手
段によって測定しつつ、熱処理の制御を行うものであ
り、直接抵抗値を検出することなく、シリサイド層の抵
抗値が所定の値に達したことを検出して、シリサイド化
の終点判定を行うことができるものである。従って、従
来のように放射温度計の出力を補正して、その結果に基
づいて温度プロァイルにより抵抗値を予測・推定して加
熱炉を制御する必要がなく、加熱炉内で形成される導電
層の化学変化に伴う抵抗値変化をより正確に察知して所
定の抵抗値のシリサイド層を形成することができる利点
がある。又、本発明の第２の熱処理装置は、加熱炉内の
温度を計測する非接触型温度計の出力と、熱処理により
抵抗値が変化する導電層の抵抗値を検出する非接触型の
抵抗値検出手段の出力とに基づいて、加熱制御を行うの
で、一定の温度以上で起こるシリサンド化に代表される
化学反応を炉内で制御するのに好適なものであり、シリ
サイド層の抵抗値を正確に而も効果的に制御することが
できる利点がある。即ち、加熱温度を一定以上に保った
上で化学反応の進行に応じて加熱を停止することができ
るもので、化学反応の進行を停止する制御は、抵抗検知
手段の出力を利用し、精度を要求されない段階でのシリ
サイド化は、非接触型温度計で制御することができるの
で、シリサイド化の初期の段階から最終段階まで適正な
制御がなし得る。As described above, the first heat treatment apparatus of the present invention does not form a silicide layer under a preset temperature condition and treatment time as in the prior art, but the resistance of the conductive layer due to the heat treatment. The change of the value is controlled by the non-contact resistance value measuring means while controlling the heat treatment, and it is possible to confirm that the resistance value of the silicide layer has reached a predetermined value without directly detecting the resistance value. It is possible to detect and determine the end point of silicidation. Therefore, it is not necessary to control the heating furnace by correcting the output of the radiation thermometer and predicting / estimating the resistance value based on the result as in the conventional case and controlling the heating furnace, and the conductive layer formed in the heating furnace is not required. There is an advantage that the change in resistance value due to the chemical change can be detected more accurately and a silicide layer having a predetermined resistance value can be formed. The second heat treatment apparatus of the present invention is a non-contact type resistance value detecting the output of a non-contact type thermometer for measuring the temperature in the heating furnace and a resistance value of the conductive layer whose resistance value changes due to heat treatment. Since the heating control is performed based on the output of the detection means, it is suitable for controlling the chemical reaction represented by silisandization that occurs at a certain temperature or higher in the furnace, and the resistance value of the silicide layer can be accurately determined. Moreover, there is an advantage that it can be effectively controlled. That is, heating can be stopped according to the progress of the chemical reaction while maintaining the heating temperature above a certain level, and the control for stopping the progress of the chemical reaction uses the output of the resistance detection means to improve the accuracy. Since the silicidation at the undesired stage can be controlled by the non-contact type thermometer, proper control can be performed from the initial stage to the final stage of silicidation.
【００２９】又、本発明の第１の熱処理方法は、加熱に
伴う半導体基板の上の堆積層のシリサイド化の進行の制
御を、抵抗値の変化として非接触型抵抗値検出手段（渦
流センサ）で検出して加熱制御をより高精度に行うこと
ができるので、シリサイド層を配線又は導電層を有する
半導体装置の高品質化に資する。又、本発明の第２の熱
処理方法は、加熱に伴う半導体基板の上の堆積層のシリ
サイド化の進行の制御を、シリサイド層の抵抗値の変化
を非接触型抵抗値検出手段（渦流センサ）の出力と、半
導体基板の温度を非接触温度計の出力とに基づいて行う
ので、半導体装置を製造する上で必要な所望の抵抗値を
有するシリサイドの形成をより適正に制御することがで
き、シリサイド層を配線又は導電層を有する半導体装置
の高品質化に一層効果的である。更に、本発明の第１と
第２の熱処理方式は、導電層が所定の抵抗値に達した時
点で、熱処理を終了させることができるので、必要以上
に熱処理時間が経過することがないので、他の同一基板
に形成された回路素子への悪影響を回避することができ
る利点がある。又、本発明の熱処理装置及びその熱処理
方式は、従来のように、ウエハ面の放射温度計のみに頼
る熱処理装置及び熱処理方法では、精度を高める為に、
ウエハの裏面に付着している膜を剥離する為の洗浄工程
等を必要とするが、本発明によれば、これらの処理工程
で必要とするウエハ基板反転設備等を必要としないの
で、生産性が向上する利点がある。又、本発明の熱処理
装置及びその熱処理方式は、シリサイド化を検出して温
度制御がなされるので、プロセス変動によって放射率等
が変動しても熱処理温度と熱処理時間を自動的に制御す
ることができる利点がある。In the first heat treatment method of the present invention, the non-contact resistance value detecting means (eddy current sensor) is used as a resistance value change to control the progress of silicidation of the deposited layer on the semiconductor substrate due to heating. Since it is possible to perform heating control with higher accuracy by detecting with the above-described method, it is possible to contribute to high quality of a semiconductor device having a silicide layer as a wiring or a conductive layer. Further, the second heat treatment method of the present invention controls the progress of silicidation of the deposited layer on the semiconductor substrate due to heating, and detects the change in the resistance value of the silicide layer by non-contact resistance value detection means (eddy current sensor). And the temperature of the semiconductor substrate based on the output of the non-contact thermometer, it is possible to more appropriately control the formation of a silicide having a desired resistance value necessary for manufacturing a semiconductor device, It is more effective for improving the quality of a semiconductor device having a silicide layer as a wiring or a conductive layer. Further, according to the first and second heat treatment methods of the present invention, the heat treatment can be terminated when the conductive layer reaches a predetermined resistance value, so that the heat treatment time does not exceed the necessary time. There is an advantage that adverse effects on other circuit elements formed on the same substrate can be avoided. Further, in the heat treatment apparatus and the heat treatment method thereof according to the present invention, in the heat treatment apparatus and the heat treatment method which rely only on the radiation thermometer of the wafer surface as in the conventional case,
Although a cleaning step or the like for peeling off the film adhering to the back surface of the wafer is required, the present invention does not require wafer substrate reversing equipment or the like required in these processing steps, so that productivity is improved. Has the advantage of improving. Further, since the temperature control is performed by detecting the silicidation in the heat treatment apparatus and the heat treatment method thereof according to the present invention, the heat treatment temperature and the heat treatment time can be automatically controlled even if the emissivity or the like changes due to the process change. There are advantages.
【００３０】〔付記的事項〕以下に、本発明が包含する
他の構成要件の態様について説明する。 本発明は、加熱に伴う半導体基板上の堆積層のシリサ
イド化の進行によって変化する前記堆積層の抵抗値を渦
流センサにより測定し、前記渦流センサの出力に基づき
前記加熱を制御して、前記堆積層の抵抗値を所定値に設
定することを特徴とする熱処理方法である。 本発明は、加熱に伴う半導体基板上の堆積層のシリサ
イド化の進行によって変化する前記堆積層の抵抗値を渦
流センサにより測定し、前記半導体基体の表面温度を非
接触温度計により測定し、前記渦流センサ及び非接触温
度計の出力に基づき前記加熱を制御して、前記堆積層を
抵抗値を所定値に設定することを特徴とする熱処理方法
である。 本発明は、シリサイド層を形成する熱処理装置であっ
て、放射熱源により加熱する加熱炉と、前記加熱炉内で
進行するシリサイド化をその抵抗値の変化で検出する非
接触型の抵抗値検知手段と、前記抵抗値検出手段からの
出力によって導電層のシリサイド化の終点判定を行って
加熱炉の温度を制御する制御手段と、を有することを特
徴とするものである。[Additional Notes] Hereinafter, aspects of other constituent features included in the present invention will be described. According to the present invention, the resistance value of the deposited layer, which changes as the silicidation of the deposited layer on the semiconductor substrate progresses with heating, is measured by an eddy current sensor, and the heating is controlled based on the output of the eddy current sensor to perform the deposition. The heat treatment method is characterized in that the resistance value of the layer is set to a predetermined value. According to the present invention, the resistance value of the deposited layer which changes with the progress of silicidation of the deposited layer on the semiconductor substrate due to heating is measured by an eddy current sensor, and the surface temperature of the semiconductor substrate is measured by a non-contact thermometer. The heat treatment method is characterized in that the heating is controlled based on the outputs of the eddy current sensor and the non-contact thermometer to set the resistance value of the deposited layer to a predetermined value. The present invention is a heat treatment apparatus for forming a silicide layer, comprising a heating furnace for heating with a radiant heat source, and a non-contact resistance value detecting means for detecting silicidation progressing in the heating furnace by a change in its resistance value. And a control means for controlling the temperature of the heating furnace by determining the end point of silicidation of the conductive layer based on the output from the resistance value detection means.
【００３１】本発明は、熱処理方法に於いて、加熱に
よって変化する導電層の抵抗値を非接触型の抵抗値検知
手段で測定し、前記抵抗値が所望の値に達した場合に、
前記加熱を停止して抵抗値を所定の値に設定することを
特徴とする熱処理方法である。 本発明は、シリサイド層を形成する熱処理方法に於い
て、放射熱源による加熱によるシリサイド化の進行を、
非接触型の抵抗値検知手段によって導電層のシリサイド
化による抵抗値の変化を検出し、前記導電層が所定の抵
抗値に達した場合に、前記加熱を停止して前記導電層の
抵抗値を所定の値に設定することを特徴とする熱処理方
法である。 本発明は、前記導電層がシリサイド層であり、前記抵
抗値検出手段は渦流センサであることを特徴とする乃
至に記載の熱処理装置である。In the heat treatment method according to the present invention, the resistance value of the conductive layer which changes by heating is measured by a non-contact resistance value detecting means, and when the resistance value reaches a desired value,
In the heat treatment method, the heating is stopped and the resistance value is set to a predetermined value. The present invention relates to a method of heat treatment for forming a silicide layer, in which the progress of silicidation by heating with a radiant heat source
A non-contact resistance value detecting means detects a change in resistance value due to silicidation of the conductive layer, and when the conductive layer reaches a predetermined resistance value, the heating is stopped to change the resistance value of the conductive layer. The heat treatment method is characterized by setting a predetermined value. The present invention is the heat treatment apparatus as described above, wherein the conductive layer is a silicide layer, and the resistance value detecting means is an eddy current sensor.
【図１】（ａ）は本発明の熱処理装置の一実施例を示す
図、（ｂ）はその温度制御系を示すブロック図、（ｃ）
は渦流センサの出力を示す図である。1A is a diagram showing an embodiment of a heat treatment apparatus of the present invention, FIG. 1B is a block diagram showing a temperature control system thereof, and FIG.
FIG. 6 is a diagram showing an output of the eddy current sensor.
【図２】本発明の熱処理装置の他の実施例を示す図であ
る。図である。FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the heat treatment apparatus of the present invention. It is a figure.
【図３】本発明の熱処理装置の温度制御系を示すブロッ
ク図である。FIG. 3 is a block diagram showing a temperature control system of the heat treatment apparatus of the present invention.
【図４】（ａ）は放射温度計の出力を示す図、（ｂ）は
渦流センサの出力を示す図である。4A is a diagram showing an output of a radiation thermometer, and FIG. 4B is a diagram showing an output of an eddy current sensor.
【図５】（ａ）は従来の加熱装置の一例を示す図、
（ｂ）はその温度制御を示す図である。FIG. 5A is a diagram showing an example of a conventional heating device,
(B) is a figure which shows the temperature control.
１０ 加熱炉 １１ 石英容器 １２ 石英支持台（トレー或いはボート） １３ ウエハ １４ 加熱ランプ １５ 放射温度計 １６ ランプ制御回路 １７ 渦流センサ １８ 渦流センサ演算回路 10 Heating Furnace 11 Quartz Container 12 Quartz Support (Tray or Boat) 13 Wafer 14 Heating Lamp 15 Radiation Thermometer 16 Lamp Control Circuit 17 Eddy Current Sensor 18 Eddy Current Sensor Operation Circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｚ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display H01L 21/324 Z
Claims (4)
する非接触型の抵抗値検知手段と、 前記抵抗値検出手段からの出力に基づいて前記加熱炉の
温度を制御する制御手段と、 を有することを特徴とする熱処理装置。1. A heat treatment apparatus for forming a conductive layer, a heating furnace, a non-contact resistance value detecting means for detecting a change in resistance value of the conductive layer formed in the heating furnace, and the resistance. A heat treatment apparatus comprising: a control unit that controls the temperature of the heating furnace based on an output from the value detection unit.
する非接触型の抵抗値検知手段と、 前記加熱炉内の温度を測定する温度検出手段と、 前記温度検出手段と前記抵抗値検出手段との出力に基づ
き、前記加熱炉の温度を制御する制御手段と、 を有することを特徴とする熱処理装置。2. A heat treatment apparatus for forming a conductive layer, a heating furnace, a non-contact resistance value detecting means for detecting a change in resistance value of the conductive layer formed in the heating furnace, and the heating device. A heat treatment apparatus comprising: a temperature detection unit that measures the temperature in the furnace; and a control unit that controls the temperature of the heating furnace based on the outputs of the temperature detection unit and the resistance value detection unit.
値の変化を非接触型の抵抗値検出手段で測定し、前記抵
抗値検出手段からの出力に基づき前記半導体基板の加熱
温度を制御して、前記導電層の抵抗値を所定値に設定す
ることを特徴とする熱処理方法。3. A resistance value of a conductive layer on a semiconductor substrate due to heating is measured by a non-contact type resistance value detecting means, and a heating temperature of the semiconductor substrate is controlled based on an output from the resistance value detecting means. Then, the resistance value of the conductive layer is set to a predetermined value.
値の変化を非接触型の抵抗値検出手段で測定するととも
に、前記半導体基体の表面温度を温度検出手段で測定
し、前記抵抗値検出手段と前記温度検出手段からの出力
に基づき前記半導体基体の加熱温度を制御して、前記導
電層の抵抗値を所定値に設定することを特徴とする熱処
理方法。4. A resistance value change of a conductive layer on a semiconductor substrate due to heating is measured by a non-contact type resistance value detecting means, and a surface temperature of the semiconductor substrate is measured by a temperature detecting means. A heat treatment method characterized in that the heating temperature of the semiconductor substrate is controlled on the basis of outputs from the detection means and the temperature detection means to set the resistance value of the conductive layer to a predetermined value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8438894A JPH07294569A (en) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Apparatus and method for heat treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8438894A JPH07294569A (en) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Apparatus and method for heat treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294569A true JPH07294569A (en) | 1995-11-10 |
Family
ID=13829191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8438894A Withdrawn JPH07294569A (en) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Apparatus and method for heat treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07294569A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002091574A (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-29 | Tokyo Electron Ltd | Batch type heat treatment equipment and its control method |
| US6799888B2 (en) * | 2000-11-02 | 2004-10-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for predicting temperature, test wafer for use in temperature prediction, and method for evaluating lamp heating system |
| JP2012068093A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Toyo Tanso Kk | Hot displacement measuring apparatus and hot displacement measuring method |
| CN105866161A (en) * | 2016-04-20 | 2016-08-17 | 太仓宝达齿条有限公司 | Plastic rack heat resistance observation device |
| CN106128935A (en) * | 2016-06-30 | 2016-11-16 | 上海华力微电子有限公司 | A kind of method improving nickel annealing machine bench wafer homogeneity |
-
1994
- 1994-04-22 JP JP8438894A patent/JPH07294569A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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