BE1006988A3 - Device for use in the field of rapid thermal annealing techniques - Google Patents

Device for use in the field of rapid thermal annealing techniques Download PDF

Info

Publication number
BE1006988A3
BE1006988A3 BE9300360A BE9300360A BE1006988A3 BE 1006988 A3 BE1006988 A3 BE 1006988A3 BE 9300360 A BE9300360 A BE 9300360A BE 9300360 A BE9300360 A BE 9300360A BE 1006988 A3 BE1006988 A3 BE 1006988A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
quartz tube
lamps
characterized
chamber
group
Prior art date
Application number
BE9300360A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Imec Inter Uni Micro Electr
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imec Inter Uni Micro Electr filed Critical Imec Inter Uni Micro Electr
Priority to BE9300360A priority Critical patent/BE1006988A3/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1006988A3 publication Critical patent/BE1006988A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B31/00Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
    • C30B31/12Heating of the reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE BY DECARBURISATION, TEMPERING OR OTHER TREATMENTS
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/481Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10Heating of the reaction chamber or the substrate
    • C30B25/105Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033Heating devices using lamps
    • H05B3/0038Heating devices using lamps for industrial applications
    • H05B3/0047Heating devices using lamps for industrial applications for semiconductor manufacture

Abstract

The device contains a chamber with an internal wall that is covered with reflector strips, a quartz tube that is fitted in the chamber in order to bring in a wafer carrier, and a heat source that is fitted in order to irradiate the quartz tube and the semi-conductor sheet that is inside this. The quartz tube is cylindrical and placed vertically in the chamber with a holder to support the wafer in such a way that this is held transversely to the quartz tube and has at least one group of radiant lamps around it.

Description


   INRICHTING VOOR GEBRUIK IN HET DOMEIN DEVICE FOR USE IN THE FIELD

 VAN SNELLE UITGLOEITECHNIEK RAPID UITGLOEITECHNIEK

  
 De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor gebruik in het domein van snelle uitgloeitechniek The present invention relates to a device for use in the field of high-speed uitgloeitechniek
 (Rapid Thermal Processing (RTP), in het bijzonder om halfgeleiderplakken te verwarmen voor de behandeling ervan. (Rapid Thermal Processing (RTP), in particular in order to heat semiconductor wafers for the treatment thereof.

  
 De bekende inrichtingen voor het behandelen van halfgeleiderplakken bestaan uit een platte rechthoekige kamer met een reeks parallelle lineaire halogeenlampen aan de boven- en onderkant ervan, waarbij die lampen een rechthoekige kwartsbuis bestralen, welke een te behandelen halfgeleiderplak inhoudt. The known devices for the treatment of semiconductor wafers consist of a flat rectangular chamber with a series of parallel linear halogen lamps on the top and bottom thereof, in which those lamps irradiate a rectangular quartz tube, which involves a semiconductor wafer to be treated.

  
 Het nadeel van deze bekende inrichtingen bestaat erin dat deze een ongelijkmatige hoekverdeling van de temperatuur veroorzaakt in de plak. The disadvantage of these known devices consists in that it causes a non-uniform angular distribution of the temperature in the wafer.  Het is aan te nemen dat dergelijke ongelijkmatige temperatuurverdeling het gevolg is van het inrichten van de lampen alsook van de vorm van de kwartsbuis en van de weerkaatsende wanden van de kamer. It is to assume that such an uneven temperature distribution is due to the design of the lights and the shape of the quartz tube and the reflective walls of the room.

  
 Een verder nadeel van de bekende platte rechthoekige kamer bij RTCVD processen bestaat in het volgende. A further disadvantage of the known flat rectangular chamber at RTCVD processes consists in the following.  De gasstroming gebeurt normaal parallel met de plak. The flow of gas is normally done in parallel with the wafer.  Dit veroorzaakt een gaslediging in de richting van de gasuitgang en bovendien een ongewenste afzetting van reactieve produkten op de binnenwand van de kwartsbuis. This causes a gaslediging in the direction of the gas exit and, moreover, an undesired deposition of reactive products on the inner wall of the quartz tube.  Bij gasbehandeling van een plak met diameter groter dan 100 mm is een kwartsbuis van meer dan 10 mm dikte nodig om aan de druk van het vacuüm te weerstaan . In the gas treatment of a wafer with a diameter larger than 100 mm is a quartz tube of more than 10 mm is required thickness to withstand the pressure of the vacuum. 

  
 Een dergelijke dikte maakt het moeilijk het kwarts koel te houden omdat kwarts een laag thermisch geleidingsvermogen bezit. Such a thickness makes it difficult to keep the cooling of quartz because quartz, a low thermal conductivity.

  
 Ten doel stelt de onderhavige uitvinding de bovenvermelde nadelen van de bekende inrichtingen te verhelpen. The purpose of the present invention proposes to remedy the above-mentioned disadvantages of the known devices.

  
 Een verder doel van de uitvinding is een inrichting voor het verwarmen van een halfgeleiderplak te verschaffen, welke de verwarming beheerst in meerdere zones van een plak. A further object of the invention is to provide a device for heating a semiconductor wafer, which controls the heating in a plurality of zones of a slice.

  
 Deze doelen worden verwezenlijkt door een inrichting welke in de conclusies is gedefinieerd. These objects are achieved by a device which is defined in the claims.

  
 In het bij zonder is de kwartsbuis in de kamer cilindervormig en vertikaal geplaatst met een drager erin voor het ondersteunen van een plak zodanig dat deze in de dwarsrichting van de kwartsbuis wordt binnengehouden en met daarrond ten minste één groep stralende lampen. In particular, the quartz tube in the chamber cylinder-shaped and positioned vertically with a carrier device for supporting a wafer in such a manner that it is retained inside in the transverse direction of the quartz tube, and with it around at least one group of radiant lamps.

  
 De uitvinding heeft als voordeel dat de verdeling van de lampenstraling in verscheidene groepen het mogelijk maakt een multizone verwarming in de te verwarmen plak te bekomen en een dynamische controle van de verwarming uit te voeren door elke groep lampen afzonderlijk te sturen. The invention has the advantage that the distribution of the lamp radiation in several groups makes it possible to obtain a multi-zone heating in the slab to be heated, and to carry out a dynamic control of the heating by each group of lamps to create separately.

  
 Verder dient er te worden onderstreept dat de uitvinding het voordeel biedt dat het temperatuurgebied voor uniforme, dynamische bestraling uitgebreid wordt naar lagere temperaturen en bovendien in vacuüm kan plaatsvinden door het schikken van de lampengroepen en/of door het moduleren van de reflectiviteit van de kamer It should also be underlined that the present invention offers the advantage that the temperature range for uniform, dynamic irradiation is extended to lower temperatures and, moreover, can be carried out in vacuum by arranging the light groups and / or by modulating the reflectivity of the chamber
 (door bv. het aanbrengen van zwarte strips op de goud coating). (By eg. The application of black strips on the gold coating). 

  
 Een verder belangrijk voordeel van de inrichting volgens de uitvinding is dat de in de kwartsbuis horizontaal gelegen plak boven en onder vrij is om andere dingen te kunnen doen, bv. technologische manipulaties of in situ metingen. A further important advantage of the device according to the invention is that the wafer is positioned horizontally in the quartz tube above and below freely to be able to do other things, eg. Technological manipulations or in situ measurements.

  
 De uitvinding zal thans nader worden uiteengezet aan de hand van de bijgaande tekeningen. The invention will now be described, put on the basis of the accompanying drawings.

  
 Figuren 1 en 2 zijn een axiale resp. Figures 1 and 2 are an axial resp.  dwarse doorsnede van een uitvoeringsvoorbeeld volgens de uitvinding, en Figuren 3 tem 10 geven curven weer, welke de werking illustreren van een inrichting volgens de uitvinding. transverse cross-sectional view of an exemplary embodiment of the invention, and Figures 3 through 10 show curves which illustrate the operation of a device according to the invention.

  
 Een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding is in figuren 1 en 2 schematisch weergegeven. An embodiment of the device according to the invention is shown schematically in Figures 1 and 2.  Met verwijzingsgetal 11 is een kamer aangeduid waarvan de binnenwand met weerkaatsende platen 12 is bekleed, bvb vergulde platen. With reference numeral 11 is indicated a chamber of which the inside wall with reflecting plates 12 is coated, for example gold-plated sheets.  In de kamer 11 is een overeind staande kwartsbuis 13 aangebracht en daarbinnen wordt een plakdrager 14 voorzien welke van onder in de kwartsbuis 13 komt te staan. In the chamber 11 is an upstanding quartz tube 13 is provided and, within, a wafer carrier 14 is provided which will be placed on the bottom of the quartz tube 13.  De drager is zodanig ingericht dat deze een plak 10 in de dwarsrichting van de buis 13, dwz horizontaal, draagt. The carrier is arranged such that it comprises a wafer 10 in the transverse direction of the tube 13, ie, horizontal, bears.  De kwartsbuis The quartz tube
 13 is door een symmetrisch verdeelde warmtebron 15 omringd. 13 is symmetrically distributed through a heat source 15 surrounded.  In de weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is de warmtebron uit lineaire halogeenlampen 15a en 15b samengesteld, die horizontaal in groepen van zes worden aangebracht zoals in het bijzonder uit figuur 2 voortvloeit. In the illustrated embodiment, the heat source made up of linear halogen lamps 15a and 15b, which are horizontally arranged in groups of six, such as, in particular, in figure 2 arises.

    De lampen in een groep vormen aldus, van boven gezien, een hexagonale omtrek rond de kwartsbuis 13. Zodoende wordt de uitstraling van een plak 10 door een grotere oppervlakte van de kwartsbuis geabsorbeerd. The lamps in a group thus forms, seen from above, a hexagonal circumference around the quartz tube 13. Thus, the appearance of a wafer 10 is absorbed by a larger surface area of ​​the quartz tube.  Hierdoor wordt het verwarmen van de kwartsbuis en een ongewenste afzetting van produkten op de binnenwand ervan in grote mate verhinderd. As a result, the heating of the quartz tube and an undesired deposition of products on the inner wall thereof is prevented to a large extent. 

  
 Figuur 1 toont vij f groepen lampen welke op regelmatige afstand van elkaar in de lengte richting van genoemde buis 13 worden verdeeld. Figure 1 shows vij f groups of lamps which are distributed at regular distances from each other in the longitudinal direction of said tube 13.  Een groep, nl. groep A, wordt ter hoogte van de plak 10 aangebracht, de andere groepen, nl. groepen B resp. A group, viz. Group A, will be arranged at the position of the wafer 10, the other groups, viz. Groups B, respectively.  C, worden symmetrisch aangebracht boven en onder groep A. De afstand tussen de middenvlakken van twee achtereenvolgende groepen is bijvoorbeeld 60 mm. C, are symmetrically arranged above and under the group A. The distance between the median planes of two successive groups is, for example, 60 mm.  Het totale vermogen van elke groep lampen wordt afzonderlijk gestuurd. The total power of each group of lamps is controlled separately.  Hierdoor wordt een voordelige multizone temperatuurverdeling in de plak bekomen. Thus is obtained an advantageous multi-zone temperature distribution in the wafer.

  
 De lampen in elke groep worden op twee niveaus ingericht en op elk niveau worden drie lampen 15a resp. The lamps are arranged on two levels in each group and three lamps are on each level 15a, respectively.  15b aangebracht, die een driehoekige omtrek volgen. 15b are provided, which follow a triangular outline.  De driehoekige omtrek van de lampen op een eerste van deze twee niveaus, bvb. The triangular outline of the lamps on a first one of these two levels, for example.  de lampen 15a, wordt met een hoek van 60[deg.] verschoven ten opzichte van de driehoekige omtrek van de lampen op het tweede niveau, bvb. The lamps 15a, being at an angle of 60 [deg.] offset relative to the triangular contour of the lamps on the second level, for example.  de lampen 15b. the lamps 15b.

  
 De weerkaatsende platen die de binnenwand van de kamer bekleden lopen parallel met de lampen rond de kwartsbuis 13 en volgen zodoende eveneens een hexagonaal omtrek. The reflective panels which line the inner wall of the chamber running in parallel with the lamps around the quartz tube 13, and thus also follow a hexagonal circumference.  De weerkaatsende platen worden verkoeld. The reflective plates cools.

  
 Aan het uiteinde van de kwartsbuis 13 is nog een roestvrije stalenreflector 16 voorzien welke kegelvormig is zodat directe meervoudige weerkaatsingen tussen de halfgeleiderplak 10 en de onderplaat worden vermeden, waarbij de effectieve emissiviteit van de plak onafhankelijk blijft van de ruwheid van de plakoppervlakte. At the end of the quartz tube 13 is a stainless stable reflector 16 is provided which is cone-shaped so that direct multiple reflections between the semiconductor wafer 10 and the lower plate can be avoided, in which the effective emissivity of the wafer remains independent of the roughness of the wafer surface.  De onderreflector 16 is met een opening 17 voorzien voor het doorlaten van een pyrometer. The lower reflector 16 is provided with an opening 17 for the passage of a pyrometer. 

  
 De kamer 11 heeft een doorgang 18 aan de bovenkant ervan voor het inlaten van een gas binnen de kwartsbuis The chamber 11 has a passage 18 at its top for the inlet of a gas inside the quartz tube

  
 13. Meerdere uitlaatopeningen worden op voordelige wijze met een hoeksymmetrie in de onderplaat voorzien. 13. A plurality of outlet openings are advantageously provided with an angle of symmetry in the bottom plate.  Zodoende wordt een symmetrische gasstroming bekomen. Thus is obtained a symmetrical gas flow.

  
 Experimentele metingen werden op een kamer uitgevoerd zoals in figuren 1 en 2 afgebeeld. Experimental measurements were carried out on a chamber as shown in Figures 1 and 2.  Wegens de positionering van de groepen lampen, is het te verwachten dat groep A & B voornamelijk de verticale zijkanten van de halfgeleiderplak bestraalt terwijl met groep C vooral een meer gelijkmatige bestraling van de hele plak te verwachten is. Because of the positioning of the groups of lamps, it is expected that Group A & B mainly the vertical sides of the semiconductor wafer while irradiating with group C especially more uniform irradiation of the entire wafer can be expected.  Figuur 3 toont de temperatuurverhoging in het midden van de plak met het maximum vermogen voor iedere lampengroep. Figure 3 shows the temperature rise in the middle of the slice with the maximum power for every lamp group.  Daaruit blijkt dat groep C de meest efficiënte verwarming geeft als gevolg van de breedere It shows that group C gives the most efficient heating due to the broader

  
  <EMI ID=1.1> <EMI ID = 1.1> 

  
 van de bestendige temperatuur van de plak onder bestraling van groep A & B, groep C en alle lampengroepen met een atmosferische druk met een N2 debiet van 1 l/min. of the resistant temperature of the slab under irradiation of Group A & B, Group C, and all the lamp groups with an atmospheric pressure with an N2 flow rate of 1 l / min.  De vermogens bij de drie metingen werden zodanig ingesteld dat de temperatuur in het midden van de plak The capacities of the three measurements were set such that the temperature at the center of the wafer
 870[deg.]C was. 870 [deg.] C was.  De temperaturen werden gemeten met een in de plak ingebouwde thermokoppel. The temperatures were measured with a wafer in the built-in thermocouple.  Uit de curven blijkt duidelijk dat de temperatuur in verscheidene zones van de plak apart kan worden ingesteld, waarbij een multizone regeling bereikt wordt. From the curves, it is clear that the temperature in various zones of the wafer can be adjusted separately, wherein a multi-zone control is achieved.  Groep A & B veroorzaakt een overwarming van de zijkanten van de plak, terwijl groep C een onderverwarming van de zijkanten veroorzaakt. Group A & B causes a warming of the sides of the wafer, while group C causes while heating the sides.  Wanneer alle lampengroepen met hetzelfde vermogen worden gestuurd, is de temperatuur van de zijkanten lichtjes lager. When all of the lamp groups are controlled with the same power, the temperature of the sides slightly lower.

    Hierdoor kan een perfecte gelijkmatige temperatuurverdeling worden bekomen door een optimale vermogenverdeling onder de lampengroepen in te stellen. As a result, a perfect uniform temperature distribution can be obtained by setting the optimum power distribution under the lamp groups. 

  
 Figuur 5 illustreert de temperatuurverdeling in plakken die worden geoxydeerd onder 950[deg.]C bij bestraling door groep A & B gedurende 300 sec., onder 1100[deg.]C bij bestraling door alle groepen gedurende 120 sec. Figure 5 illustrates the temperature distribution in the slabs which can be oxidized under 950 [deg.] C, on irradiation by group A & B for 300 sec., Under 1100 [deg.] C, on irradiation by all groups for 120 sec.  en onder and under
 895[deg.]C bij bestraling door groep C gedurende 600 sec. 895 [deg.] C, on irradiation by group C for 600 sec.  Als gevolg van een lange behandelingstijd hierbij, geeft de meting van de oxydedikte een goede schatting van de gelijkmatigheid van de bestendige temperatuur van de plak. As a result of a long treatment time herewith, the measurement of the oxide thickness gives a good estimation of the uniformity of the resistant temperature of the wafer.  Opgemerkt wordt dat de radiale verdeling van de oxydedikte in f iguur 5 in overeenstemming is met de metingen die in figuur 4 worden weergegeven. It is pointed out that the radial distribution of the oxide thickness in f igure 5 is in accordance with the measurements shown in Figure 4.

  
 Uit de figuren 4 en 5 blijkt dat groep A & B voor het compenseren van het toenemende verlies langs de zijkanten van de plak kan worden gebruikt. From Figures 4 and 5 show that Group A & B to compensate for the increasing loss can be used along the sides of the wafer.  Experimenteel werd bemerkt dat de beste temperatuurverdeling bekomen wordt voor temperaturen boven 900[deg.]C met een vermogenverhouding van 70 % voor groep C bij vergelijking met groep A & B. Onder 900[deg.]C wordt de optimale vermogenverhouding sterk afhankelijk van de temperatuur zoals uit figuur 6 blijkt. It was experimentally noticed that the best temperature distribution is obtained for temperatures over 900 [deg.] C with a power ratio of 70% for group C when compared to group A and B. Among 900 [deg.] C, the optimum power ratio depends strongly on the temperature, such as seen in Figure 6.  Met deze optimale vermogenverhoudingen ligt het temperatuurverschil tussen het midden en de zijkanten van de plak binnen &#65533; With this optimal capital structure is the temperature difference between the center and the sides of the wafer within & # 65533;  1,5[deg.]C. 1.5 [deg.] C.  Uit deze resultaten vloeit voort dat een gelijkmatige temperatuurverdeling met de inrichting volgens de uitvinding kan worden bekomen binnen een beperkt temperatuurgebied. From these results it follows that can be obtained a uniform temperature distribution with the apparatus of the invention within a limited temperature range.

  
 Bij bestraling door groep A & B alleen werd de temperatuurverdeling gelijkmatig binnen &#65533; When irradiated by group A & B only the temperature distribution was uniform within & # 65533;  1[deg.]C met een temperatuur van 730[deg.]C in het midden van de plak zoals uit figuur 7 blijkt, waarin de temperatuurverdeling voor verschillende vermogenverhoudingen is weergegeven. 1 [deg.] C, with a temperature of 730 [deg.] C in the center of the wafer as seen in Figure 7, in which the temperature distribution for different power ratios is shown.  Figuur 8 toont het temperatuurverschil tussen het midden van de plak en de zijkanten ervan bij korte tijd behandeling. Figure 8 shows the temperature difference between the center of the wafer and its edges at a short time of treatment.  Bij bestendige temperatuur is het verschil bijna nul. At resistant temperature is the difference of close to zero.  Tijdens de temperatuurveranderingen treedt echter een verschil op : de temperatuur aan de zijkanten is veel hoger dan in het midden van de plak bij opwarming en omgekeerd bij verkoeling. During the temperature changes, however, a difference occurs: the temperatures at the sides is much higher than in the middle of the slab when it is heated, and conversely upon cooling.  Het temperatuurverschil tijdens verkoeling is een ernstig probleem in de toepassingen omdat het maximum temperatuurverschil in werkelijkheid bij een hogere temperatuur plaatsheeft dan tijdens verwarming. The temperature difference during cooling is a serious problem in applications because the maximum temperature difference in reality at a higher temperature than occurs during heating.

    Een dergelijke ongelijkmatigheid tijdens de temperatuurveranderingen werd gecompenseerd door een dynamische temperatuurregeling toe te passen. Such a non-uniformity during the temperature change was compensated for by applying a dynamic temperature control.  De bedoeling was de zijkanten zo weinig mogelijk door groep C te laten oververwarmen tijdens verwarming en het toenemende verlies aan de zijkanten tijdens verkoeling door groep A & B te laten compenseren. The intention was the sides as little as possible by group C to overheat during heating and to compensate for the increasing loss of the sides during cooling by group A & B.  Hiertoe worden groep C en groep'A & B in stijgende mode gestuurd tijdens initiale verwarming resp. To this end, group C and groep'A & B sent in ascending mode during initial heating respectively.  verkoeling. cooling.  Hierdoor werd het temperatuurverschil binnen &#65533; This temperature difference was within & # 65533;  5[deg.]C behouden. 5 [deg.] C maintained.

  
 Een factor van betekenis in een verwarmingskamer is het convectieverlies. A significant factor in a heating chamber, the convection loss.  Ten einde dit verlies in een kamer volgens de uitvinding te evalueren werd de temperatuurverdeling op een plak in vacuüm gemeten. In order to evaluate this loss in a chamber according to the invention was the temperature distribution measured on a wafer in vacuo.  De metingen zijn in figuur 10 afgebeeld. The measurements are shown in Figure 10.  Hieruit blijkt dat, in vacuüm, groep C een gelijkmatige verwarming geeft terwijl de andere groepen een oververwarming van de zijkanten veroorzaken. This shows that, in vacuo, group C provides a uniform heating while the other groups cause an over-heating of the sides.  In vacuüm wordt de temperatuur in het midden van de plak ongeveer 15[deg.]C hoger dan onder atmosferische druk. In a vacuum, the temperature is in the middle of the slab about 15 [deg.] C higher than at atmospheric pressure.  Het relatief verschil tussen de temperaturen gemeten in vacuüm en onder atmosferische druk is afhankelijk van de radius. The relative difference between the temperatures measured in a vacuum and under atmospheric pressure is dependent on the radius.  Bij vergelijking met figuur 4 blijkt uit de curven van figuur 10 dat de verandering van het convectieverlies langs de radius van een kamer volgens de uitvinding meer beperkt is dan in een klassieke kamer. In comparison to figure 4 it appears from the curves in Figure 10 that the change of the convection loss along the radius of a chamber according to the invention is more limited than in a conventional room.

    Dit resultaat is nogal begrijpelijk omdat de hoogte van de kamer volgens de uitvinding veel groter is dan deze van de bekende kamer. This result is quite understandable because the height of the chamber according to the invention is much greater than that of the prior chamber.  Ook werd gevonden dat onder atmosferische druk een overheersend natuurlijk convectiemechanisme ontstaat in plaats van een gedwongen convectie. It was also found that a predominant natural convection mechanism under atmospheric pressure instead of a forced convection. 

Claims (7)

CONCLUSIES CONCLUSIONS
1. Inrichting voor gebruik in het domein van snelle gloeitechniek omvattende een kamer met een met reflectorplaten beklede binnenwand, een kwartsbuis welke in de kamer is aangebracht om een plakdrager erin binnen te halen, en een warmtebron welke is aangebracht om de kwartsbuis en een daarin binnengehouden halfgeleiderplak te bestralen, 1. A device for use in the field of rapid annealing technology, comprising a chamber with a with reflector plates coated inner wall, a quartz tube which is arranged in the chamber in order to secure a wafer support therein, and a heat source which is arranged around the quartz tube and a therein within held irradiating semiconductor wafer,
daardoor gekenmerkt, dat genoemde kwartsbuis cilindervormig en in de kamer vertikaal geplaatst is, dat de plakdrager zodanig ingericht wordt dat een te bestralen plak in de dwarsrichting van genoemde kwartsbuis wordt binnengehouden en dat de warmtebron uit ten minste één groep stralende lampen bestaat, die de kwartsbuis omringen. characterized in that said quartz tube cylindrical, and in the chamber is vertically positioned so that the wafer carrier is configured such that a to be irradiated slice is retained inside in the transverse direction of said quartz tube and that the heat source consists of at least one group of radiant lamps, which the quartz tube surround.
2. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt, dat de stralende lampen uit lineaire lampen bestaan, welke zodanig worden aangebracht dat zij, rond genoemde kwartsbuis, een hexagonale omtrek vormen. 2. A device according to claim 1, characterized in that the radiant lamps consist of linear lamps, which are arranged in such a way that, around said quartz tube, forming a hexagonal circumference.
3. Inrichting volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt, dat de stralende lampen in genoemde één groep op twee niveaus worden verdeeld, waarbij drie lineaire lampen op elk niveau worden aangebracht, die een driehoekige omtrek volgen en waarbij genoemde driehoekige omtrek op een eerste niveau met 60[deg.] verschoven is ten opzichte van de driehoekige omtrek van de lampen op het tweede niveau. 3. A device according to claim 2, characterized in that the radiant lamps in said one group are distributed on two levels, wherein three linear lamps are provided on each level, which follow a triangular outline, and wherein said triangular periphery at a first level by 60 [deg.] has been shifted with respect to the triangular contour of the lamps on the second level.
4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, daardoor gekenmerkt, dat meerdere groepen lampen worden aangebracht welke op regelmatige afstand van elkaar in de lengterichting van genoemde kwartsbuis verdeeld worden. 4. A device as claimed in claim 1, 2 or 3, characterized in that a plurality of groups of lamps are arranged, which are distributed at regular distances from each other in the longitudinal direction of said quartz tube.
5. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, daardoor gekenmerkt, dat het open uiteinde van genoemde kwartsbuis door een kegelvormige reflector gesloten wordt, welke met een centrale opening is voorzien voor het doorlaten van een meetinstrument. 5. A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the open end of said quartz tube is closed by a cone-shaped reflector, which is provided with a central opening for the passage of a measuring instrument.
6. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, daardoor gekenmerkt, dat de kamer middelen omvat om de reflectiviteit van de wanden ervan te moduleren. 6. A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the chamber comprises means for modulating the reflectivity of the walls thereof.
7. Gebruik van een inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, daardoor gekenmerkt, dat elk lampengroep afzonderlijk wordt gestuurd zodanig dat een dynamische controle van de verwarming wordt uitgevoerd. 7. Use of a device according to any one of the preceding claims, characterized in that each group of lamps is separately controlled such that is carried out a dynamic control of the heating.
BE9300360A 1993-04-13 1993-04-13 Device for use in the field of rapid thermal annealing techniques BE1006988A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9300360A BE1006988A3 (en) 1993-04-13 1993-04-13 Device for use in the field of rapid thermal annealing techniques

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9300360A BE1006988A3 (en) 1993-04-13 1993-04-13 Device for use in the field of rapid thermal annealing techniques

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1006988A3 true BE1006988A3 (en) 1995-02-07

Family

ID=3886968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE9300360A BE1006988A3 (en) 1993-04-13 1993-04-13 Device for use in the field of rapid thermal annealing techniques

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1006988A3 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3807832A (en) * 1972-11-09 1974-04-30 American Cyanamid Co Electrochromic (ec) mirror which rapidly changes reflectivity
US4511788A (en) * 1983-02-09 1985-04-16 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Light-radiant heating furnace
WO1988010322A1 (en) * 1987-06-18 1988-12-29 Epsilon Technology, Inc. Heating system for reaction chamber of chemical vapor deposition equipment
US4925388A (en) * 1987-08-26 1990-05-15 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Apparatus for heat treating substrates capable of quick cooling
JPH03248420A (en) * 1990-02-26 1991-11-06 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3807832A (en) * 1972-11-09 1974-04-30 American Cyanamid Co Electrochromic (ec) mirror which rapidly changes reflectivity
US4511788A (en) * 1983-02-09 1985-04-16 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Light-radiant heating furnace
WO1988010322A1 (en) * 1987-06-18 1988-12-29 Epsilon Technology, Inc. Heating system for reaction chamber of chemical vapor deposition equipment
US4925388A (en) * 1987-08-26 1990-05-15 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Apparatus for heat treating substrates capable of quick cooling
JPH03248420A (en) * 1990-02-26 1991-11-06 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EDS: J.C.GELPEY, ET AL: "RAPID THERMAL AND INTEGRATED PROCESSING II. SAN FRANCISCO, CA USA, 12-15 APRIL 1993.", 1993, MATERIALS RESEARCH SOCIETY, PITTSBURGH, PA USA *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 38 (E - 1161) 30 January 1992 (1992-01-30) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3342573A (en) Method of heat treating glass sheets on a gaseous support bed
KR100858757B1 (en) Backside rapid thermal processing of patterned wafers
US9449858B2 (en) Transparent reflector plate for rapid thermal processing chamber
US3836751A (en) Temperature controlled profiling heater
US8222574B2 (en) Temperature measurement and control of wafer support in thermal processing chamber
US5561735A (en) Rapid thermal processing apparatus and method
US7015422B2 (en) System and process for heating semiconductor wafers by optimizing absorption of electromagnetic energy
EP1719167B1 (en) Substrate support system for reduced autodoping and backside deposition
EP2289095B1 (en) System for non radial temperature control for rotating substrates
US5820686A (en) Multi-layer susceptor for rapid thermal process reactors
US7363777B2 (en) Closed cassette and method for heat treating glass sheets
KR100582934B1 (en) Heat Treatment Apparatus By Means Of Light Irradiation
US6408649B1 (en) Method for the rapid thermal treatment of glass and glass-like materials using microwave radiation
US6610967B2 (en) Rapid thermal processing chamber for processing multiple wafers
EP0761614B1 (en) Method for heating, forming and tempering a glass sheet
US5252807A (en) Heated plate rapid thermal processor
US7173216B2 (en) LED heat lamp arrays for CVD heating
US4654509A (en) Method and apparatus for substrate heating in an axially symmetric epitaxial deposition apparatus
KR100216740B1 (en) Surface processing apparatus
KR950009940B1 (en) Heat treating method and apparatus thereof
US6319556B1 (en) Reflective surface for CVD reactor walls
KR0137875B1 (en) Epitaxy reactor with wall protected against deposits
EP0383491A2 (en) A low pressure vapour phase growth apparatus
US4550245A (en) Light-radiant furnace for heating semiconductor wafers
US5016332A (en) Plasma reactor and process with wafer temperature control

Legal Events

Date Code Title Description
RE Lapsed

Owner name: INTERUNIVERSITAIR MICRO-ELEKTRONICA CENTRUM VZW

Effective date: 19950430