JP2000182980A - 急速加熱処理装置 - Google Patents
急速加熱処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱処理をしようとする半導体ウエハの面内温
度の均一性が得られる急速加熱処理装置を得ること。 【解決手段】 本発明の実施形態の急速加熱処理装置１
Ａは、偏平な本体１２１とその両端部にガス導入部１２
４とガス排気口１２３が形成されている石英チューブ１
２Ａの前記本体１２１の両側面に加熱用赤外線ランプ１
１を配設して、前記本体１２１内に収納した被加熱処理
物である半導体ウエハＳを前記赤外線ランプ１１で急速
に加熱できるように構成されている急速加熱処理装置１
Ａにおいて、前記石英チューブ１２Ａのガス導入部１２
４を前記本体１２１のほぼ全幅にわたって中央導入管１
２４１とこれから分岐された複数本の分岐管１２４２、
１２４３、１３４４とで形成し、そのガス導入部１２４
から前記本体１２１に反応ガスをほぼ同一のガス導入流
速で供給できるように構成されている。
度の均一性が得られる急速加熱処理装置を得ること。 【解決手段】 本発明の実施形態の急速加熱処理装置１
Ａは、偏平な本体１２１とその両端部にガス導入部１２
４とガス排気口１２３が形成されている石英チューブ１
２Ａの前記本体１２１の両側面に加熱用赤外線ランプ１
１を配設して、前記本体１２１内に収納した被加熱処理
物である半導体ウエハＳを前記赤外線ランプ１１で急速
に加熱できるように構成されている急速加熱処理装置１
Ａにおいて、前記石英チューブ１２Ａのガス導入部１２
４を前記本体１２１のほぼ全幅にわたって中央導入管１
２４１とこれから分岐された複数本の分岐管１２４２、
１２４３、１３４４とで形成し、そのガス導入部１２４
から前記本体１２１に反応ガスをほぼ同一のガス導入流
速で供給できるように構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置製造装
置の内、高速素子、低誘電率電極及び配線を形成する急
速加熱処理装置の改良に係わるもので、特に、信頼性の
高い急速加熱処理装置に関するものである。
置の内、高速素子、低誘電率電極及び配線を形成する急
速加熱処理装置の改良に係わるもので、特に、信頼性の
高い急速加熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の微細化及び高集積化に伴
い、半導体素子の高速化、電極の低誘電率化及び配線層
の微細化、高集積化が益々進んでいる。そのため、従来
の半導体素子の形成は、イオン注入装置にて注入した不
純物を低速加熱処理装置（拡散炉）による中温長時間熱
処理（８００〜９００°Ｃ、３０〜６０分）にて拡散さ
せ形成させていたが、微細化及び高集積化に伴った半導
体素子の高速化を満足するために、イオン注入装置にて
注入した不純物を拡散させることなく活性化させるだけ
の急速加熱処理装置（ランプアニーラ）による高温短時
間熱処理（１０００〜１１００°Ｃ、１０〜６０秒）に
て形成されるようになってきた。また、低誘電率電極及
び配線層の形成も急速加熱処理装置により形成されるよ
うになってきた。
い、半導体素子の高速化、電極の低誘電率化及び配線層
の微細化、高集積化が益々進んでいる。そのため、従来
の半導体素子の形成は、イオン注入装置にて注入した不
純物を低速加熱処理装置（拡散炉）による中温長時間熱
処理（８００〜９００°Ｃ、３０〜６０分）にて拡散さ
せ形成させていたが、微細化及び高集積化に伴った半導
体素子の高速化を満足するために、イオン注入装置にて
注入した不純物を拡散させることなく活性化させるだけ
の急速加熱処理装置（ランプアニーラ）による高温短時
間熱処理（１０００〜１１００°Ｃ、１０〜６０秒）に
て形成されるようになってきた。また、低誘電率電極及
び配線層の形成も急速加熱処理装置により形成されるよ
うになってきた。
【０００３】その従来技術の急速加熱処理装置（ランプ
アニーラ）及びこれを用いた高温短時間熱処理方法の一
例を、以下、図を参照しながら説明する。図３は従来技
術の急速加熱処理装置の断面図、図４は図３に示した急
速加熱処理装置に内蔵されている石英チューブの平面
図、図５は図３に示した急速加熱処理装置で急速加熱処
理される半導体ウエハの面内における温度分布、そして
図６は急速加熱処理装置における一般的な熱処理シーケ
ンスである。
アニーラ）及びこれを用いた高温短時間熱処理方法の一
例を、以下、図を参照しながら説明する。図３は従来技
術の急速加熱処理装置の断面図、図４は図３に示した急
速加熱処理装置に内蔵されている石英チューブの平面
図、図５は図３に示した急速加熱処理装置で急速加熱処
理される半導体ウエハの面内における温度分布、そして
図６は急速加熱処理装置における一般的な熱処理シーケ
ンスである。
【０００４】図３において、符号１は全体として従来技
術の急速加熱処理装置を指す。この急速加熱処理装置１
は主としてチャンバー１０、加熱源としての赤外線ラン
プの一つであるハロゲンランプ１１が複数本と、石英チ
ューブ１２とから構成されている。前記チャンバー１０
はアルミ製で、その内面は金コーティングされていて、
前記ハロゲンランプ１１からの光が効率よく反射できる
ように表面処理されている。前記チャンバー１０の上下
面にはチャンバー１０を冷却するための窒素ガスＮ2 を
供給するための複数個の窒素ガス導入口１０１が開けら
れており、一方の端面の中央部には開口１０２が、他方
の端面の中央部には比較的開口面積の広い長方形の開口
１０３が形成されている。また、チャンバー１０の下面
中央部には放射温度計用空洞１０４が開けられている。
術の急速加熱処理装置を指す。この急速加熱処理装置１
は主としてチャンバー１０、加熱源としての赤外線ラン
プの一つであるハロゲンランプ１１が複数本と、石英チ
ューブ１２とから構成されている。前記チャンバー１０
はアルミ製で、その内面は金コーティングされていて、
前記ハロゲンランプ１１からの光が効率よく反射できる
ように表面処理されている。前記チャンバー１０の上下
面にはチャンバー１０を冷却するための窒素ガスＮ2 を
供給するための複数個の窒素ガス導入口１０１が開けら
れており、一方の端面の中央部には開口１０２が、他方
の端面の中央部には比較的開口面積の広い長方形の開口
１０３が形成されている。また、チャンバー１０の下面
中央部には放射温度計用空洞１０４が開けられている。
【０００５】前記石英チューブ１２は、図４にも平面で
図示したように、その本体１２１内に一枚の半導体ウエ
ハＳを収納できる程度の容積の偏平な構造のもので、一
端にはガス導入管１２２が、他端にはガス排気口１２３
が形成されている。このような構造の石英チューブ１２
が、そのガス導入管１２２がチャンバー１０の端面に開
けられた開口１０２に挿入された状態で、他方のガス排
気口１２３がチャンバー１０の開口１０３に挿入された
状態で、前記チャンバー１０の中央部に配設されてい
る。
図示したように、その本体１２１内に一枚の半導体ウエ
ハＳを収納できる程度の容積の偏平な構造のもので、一
端にはガス導入管１２２が、他端にはガス排気口１２３
が形成されている。このような構造の石英チューブ１２
が、そのガス導入管１２２がチャンバー１０の端面に開
けられた開口１０２に挿入された状態で、他方のガス排
気口１２３がチャンバー１０の開口１０３に挿入された
状態で、前記チャンバー１０の中央部に配設されてい
る。
【０００６】このチャンバー１０の開口１０３側及び石
英チューブ１２のガス排気口１２３側には、下方に向け
てガス排気口１３１が形成されている排気板１３が装着
されており、その排気板１３の外方には、これを閉鎖す
るドア１４が配設されている。前記複数本のハロゲンラ
ンプ１１はチャンバー１０の上下内面と石英チューブ１
２の上下面とのそれぞれの間に所定の等間隔で配設され
ている。また、前記放射温度計用空洞１０４には放射温
度計１５が配設されている。
英チューブ１２のガス排気口１２３側には、下方に向け
てガス排気口１３１が形成されている排気板１３が装着
されており、その排気板１３の外方には、これを閉鎖す
るドア１４が配設されている。前記複数本のハロゲンラ
ンプ１１はチャンバー１０の上下内面と石英チューブ１
２の上下面とのそれぞれの間に所定の等間隔で配設され
ている。また、前記放射温度計用空洞１０４には放射温
度計１５が配設されている。
【０００７】前記のような構成の急速加熱処理装置１で
半導体ウエハＳを急速加熱処理を行う場合には、ドア１
４を開けて半導体ウエハＳを石英チューブ１２内に収納
し、その後、ドア１４を閉め、ガス導入管１２２から石
英チューブ１２内に活性ガス（Ｎ2 、Ｏ2 、ＮＨ3 、Ｎ
2 Ｏ、ＨＣｌなど）を導入し、そして排気口１３１から
使用済みの活性ガスを排出しながら、ハロゲンランプ１
１により半導体ウエハＳを加熱処理する。
半導体ウエハＳを急速加熱処理を行う場合には、ドア１
４を開けて半導体ウエハＳを石英チューブ１２内に収納
し、その後、ドア１４を閉め、ガス導入管１２２から石
英チューブ１２内に活性ガス（Ｎ2 、Ｏ2 、ＮＨ3 、Ｎ
2 Ｏ、ＨＣｌなど）を導入し、そして排気口１３１から
使用済みの活性ガスを排出しながら、ハロゲンランプ１
１により半導体ウエハＳを加熱処理する。
【０００８】この場合、半導体ウエハＳはハロゲンラン
プ１１の光（０．３〜７．０μｍの波長）を吸収し、急
速に昇温する。また、昇温した半導体ウエハＳからは特
定波長の光が放射され、これが放射温度計用空洞１０４
を通過する。その光強度を放射温度計１５で測定する。
この光強度を測定することで加熱されている半導体ウエ
ハＳの温度を判断し、かつこの加熱温度を制御すること
で急速加熱処理を行うことができる。この時、石英チュ
ーブ１２はハロゲンランプ１１の光を透過（透過率９０
％以上）させるが、２００°Ｃ以上には昇温しない。即
ち、石英チューブ１２は昇温せず、半導体ウエハＳのみ
が急速に昇温する。
プ１１の光（０．３〜７．０μｍの波長）を吸収し、急
速に昇温する。また、昇温した半導体ウエハＳからは特
定波長の光が放射され、これが放射温度計用空洞１０４
を通過する。その光強度を放射温度計１５で測定する。
この光強度を測定することで加熱されている半導体ウエ
ハＳの温度を判断し、かつこの加熱温度を制御すること
で急速加熱処理を行うことができる。この時、石英チュ
ーブ１２はハロゲンランプ１１の光を透過（透過率９０
％以上）させるが、２００°Ｃ以上には昇温しない。即
ち、石英チューブ１２は昇温せず、半導体ウエハＳのみ
が急速に昇温する。
【０００９】加熱処理された半導体ウエハＳをチャンバ
ー１０内から取り出す場合には、チャンバー１０の窒素
ガス導入口１０１から冷却用のＮ2 ガスをチャンバー１
０内に導入し、チャンバー１０内を冷却した後、ドア１
４を開けて石英チューブ１２の開口１０３から処理され
た半導体ウエハＳを取り出す。図６に急速加熱処理装置
における熱処理シーケンスを示した。
ー１０内から取り出す場合には、チャンバー１０の窒素
ガス導入口１０１から冷却用のＮ2 ガスをチャンバー１
０内に導入し、チャンバー１０内を冷却した後、ドア１
４を開けて石英チューブ１２の開口１０３から処理され
た半導体ウエハＳを取り出す。図６に急速加熱処理装置
における熱処理シーケンスを示した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の急
速加熱処理方法では、急速加熱処理する半導体ウエハＳ
の面内の温度分布が、図５に示したように、ガス導入管
１２２側とガス排気口１２３側とで温度が低下し、前記
面内における温度の均一性が悪化するという問題があ
る。この原因は、ガス導入管１２２側においては、導入
された冷たい活性ガスにより半導体ウエハＳが冷却され
るためであり、一方のガス排気口１２３側においては、
石英チューブ１２内の活性ガスを排気することにより熱
が奪われて冷却してしまうということが判っている。こ
の半導体ウエハＳの中心部と、ガス導入管１２２側及び
ガス排気口１２３側との温度差は、処理条件で異なる
が、約２０°Ｃ発生する。
速加熱処理方法では、急速加熱処理する半導体ウエハＳ
の面内の温度分布が、図５に示したように、ガス導入管
１２２側とガス排気口１２３側とで温度が低下し、前記
面内における温度の均一性が悪化するという問題があ
る。この原因は、ガス導入管１２２側においては、導入
された冷たい活性ガスにより半導体ウエハＳが冷却され
るためであり、一方のガス排気口１２３側においては、
石英チューブ１２内の活性ガスを排気することにより熱
が奪われて冷却してしまうということが判っている。こ
の半導体ウエハＳの中心部と、ガス導入管１２２側及び
ガス排気口１２３側との温度差は、処理条件で異なる
が、約２０°Ｃ発生する。
【００１１】現状での対策としては、ランプパワーを個
別に調整できるハロゲンランプ１１を使用して調整でき
るが、ガス導入側でランプパワーで温度調整を実施した
場合、ガス導入側のハロゲンランプ１１のランプパワー
を上げて行くと半導体ウエハＳの中心部も温度が持ち上
がり、温度分布の均一性を改善するには限界がある。一
方のガス排気側においても、ガス導入側に比較して軽度
ではあるが、同様に限界がある。この改善状態での温度
差は、処理条件で異なるが、ガス導入側で約９°Ｃ発生
する。
別に調整できるハロゲンランプ１１を使用して調整でき
るが、ガス導入側でランプパワーで温度調整を実施した
場合、ガス導入側のハロゲンランプ１１のランプパワー
を上げて行くと半導体ウエハＳの中心部も温度が持ち上
がり、温度分布の均一性を改善するには限界がある。一
方のガス排気側においても、ガス導入側に比較して軽度
ではあるが、同様に限界がある。この改善状態での温度
差は、処理条件で異なるが、ガス導入側で約９°Ｃ発生
する。
【００１２】本発明は、このような課題を解決しようと
するものであって、前記ガス導入管１２２側に注目し、
ガスの影響がなく再現性がよく、熱処理をしようとする
半導体ウエハの面内温度の均一性が得られる急速加熱処
理装置を得ることを目的とする。
するものであって、前記ガス導入管１２２側に注目し、
ガスの影響がなく再現性がよく、熱処理をしようとする
半導体ウエハの面内温度の均一性が得られる急速加熱処
理装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】従って、請求項１に記載
の本発明の急速加熱処理装置では、偏平な本体とその本
体の両端部にガス導入部とガス排気部が形成されている
石英チューブの前記本体の両側面に加熱用赤外線ランプ
を配設し、前記本体内に収納した被加熱処理物を前記赤
外線ランプで急速に加熱できるように構成されている急
速加熱処理装置において、前記石英チューブのガス導入
部を前記本体のほぼ全幅にわたって形成し、そのガス導
入部から前記本体に反応ガスをほぼ同一のガス流速で供
給し、その導入ガスを前記ガス排気部から排気するよう
に構成して、前記課題を解決している。また、請求項２
に記載の急速加熱処理装置は、請求項１に記載の急速加
熱処理装置における前記ガス導入部が、そのガス導入部
が形成されている前記本体の端面の幅方向に対称的に、
中央管を中心にして複数本の分岐管で構成されているこ
とを特徴とする。更にまた、請求項３に記載の急速加熱
処理装置は、請求項２に記載の急速加熱処理装置におけ
る前記分岐管が３本で構成されており、それぞれの分岐
管の直径を外側から３：２：１の比の太さで形成されて
いることを特徴とする。
の本発明の急速加熱処理装置では、偏平な本体とその本
体の両端部にガス導入部とガス排気部が形成されている
石英チューブの前記本体の両側面に加熱用赤外線ランプ
を配設し、前記本体内に収納した被加熱処理物を前記赤
外線ランプで急速に加熱できるように構成されている急
速加熱処理装置において、前記石英チューブのガス導入
部を前記本体のほぼ全幅にわたって形成し、そのガス導
入部から前記本体に反応ガスをほぼ同一のガス流速で供
給し、その導入ガスを前記ガス排気部から排気するよう
に構成して、前記課題を解決している。また、請求項２
に記載の急速加熱処理装置は、請求項１に記載の急速加
熱処理装置における前記ガス導入部が、そのガス導入部
が形成されている前記本体の端面の幅方向に対称的に、
中央管を中心にして複数本の分岐管で構成されているこ
とを特徴とする。更にまた、請求項３に記載の急速加熱
処理装置は、請求項２に記載の急速加熱処理装置におけ
る前記分岐管が３本で構成されており、それぞれの分岐
管の直径を外側から３：２：１の比の太さで形成されて
いることを特徴とする。
【００１４】従って、本発明の請求項１に記載の急速加
熱処理装置によれば、被加熱処理物を面内均一な温度分
布で加熱することができる。また、本発明の請求項２に
記載の急速加熱処理装置によれば、石英チューブの本体
のガス導入部側全幅にわたって等しい流速で反応ガスを
供給することができる。更にまた、本発明の請求項３に
記載の急速加熱処理装置によれば、分岐管の長さに応じ
て直径の太さを定めたことにより石英チューブの本体の
ガス導入部側全幅にわたって等しい流速で反応ガスを供
給することができる。
熱処理装置によれば、被加熱処理物を面内均一な温度分
布で加熱することができる。また、本発明の請求項２に
記載の急速加熱処理装置によれば、石英チューブの本体
のガス導入部側全幅にわたって等しい流速で反応ガスを
供給することができる。更にまた、本発明の請求項３に
記載の急速加熱処理装置によれば、分岐管の長さに応じ
て直径の太さを定めたことにより石英チューブの本体の
ガス導入部側全幅にわたって等しい流速で反応ガスを供
給することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて、本発明の一実
施形態の急速加熱処理装置を説明する。図１は本発明の
一実施形態の急速加熱処理装置の断面図、そして図２は
図１に示した急速加熱処理装置に内蔵されている石英チ
ューブの平面図である。
施形態の急速加熱処理装置を説明する。図１は本発明の
一実施形態の急速加熱処理装置の断面図、そして図２は
図１に示した急速加熱処理装置に内蔵されている石英チ
ューブの平面図である。
【００１６】先ず、本発明の実施形態の急速加熱処理装
置の構造を説明する。なお、従来技術の急速加熱処理装
置１の構成部分と同一の構成部分には同一の符号を付し
て説明する。図１において、符号１Ａは本発明の実施形
態の急速加熱処理装置を指す。この急速加熱処理装置１
Ａの構成は実質的には従来技術の急速加熱処理装置１の
構成と同一である。異なる部分は石英チューブ１２Ａの
ガス導入部の構造とこのガス導入部の構造による従来技
術の急速加熱処理装置１のチャンバー１０の貫通孔１０
２に相当する部分の構造である。本発明の実施形態の急
速加熱処理装置１Ａにおけるチャンバー１０Ａのガス導
入部側は石英チューブ１２Ａの偏平な本体１２１の幅及
びその約１／３ほどの厚みに相当する面積の長方形の開
口１０２Ａが開けられている。
置の構造を説明する。なお、従来技術の急速加熱処理装
置１の構成部分と同一の構成部分には同一の符号を付し
て説明する。図１において、符号１Ａは本発明の実施形
態の急速加熱処理装置を指す。この急速加熱処理装置１
Ａの構成は実質的には従来技術の急速加熱処理装置１の
構成と同一である。異なる部分は石英チューブ１２Ａの
ガス導入部の構造とこのガス導入部の構造による従来技
術の急速加熱処理装置１のチャンバー１０の貫通孔１０
２に相当する部分の構造である。本発明の実施形態の急
速加熱処理装置１Ａにおけるチャンバー１０Ａのガス導
入部側は石英チューブ１２Ａの偏平な本体１２１の幅及
びその約１／３ほどの厚みに相当する面積の長方形の開
口１０２Ａが開けられている。
【００１７】前記石英チューブ１２Ａの構造は、図２に
示したように、本体１２１と排気口１２３は従来の石英
チューブ１２と同様の構造で形成されているが、ガス導
入部１２４側は、中央導入管１２４１を中心にして、本
体１２１の端面の全幅にわたって対称的に３本の分岐管
１２４２、１２４３、１３４４が互いに平行に形成され
ている。これらの分岐管１２４２、１２４３、１３４４
の一端は前記中央導入管１２４１から導出されており、
他方の端部は前記本体１２１の端面に連結されている。
また、これらの分岐管１２４２、１２４３、１３４４の
直径は最も外側の分岐管１２４２から３：２：１の割合
の太さで形成されている。即ち、比較的長い外側の分岐
管１２４２は最も太い管で、中ぐらいの長さの中央の分
岐管１２４３は中ぐらいの太さの管で、そして最も短い
内側の分岐管１２４４は最も細い管で形成されている。
示したように、本体１２１と排気口１２３は従来の石英
チューブ１２と同様の構造で形成されているが、ガス導
入部１２４側は、中央導入管１２４１を中心にして、本
体１２１の端面の全幅にわたって対称的に３本の分岐管
１２４２、１２４３、１３４４が互いに平行に形成され
ている。これらの分岐管１２４２、１２４３、１３４４
の一端は前記中央導入管１２４１から導出されており、
他方の端部は前記本体１２１の端面に連結されている。
また、これらの分岐管１２４２、１２４３、１３４４の
直径は最も外側の分岐管１２４２から３：２：１の割合
の太さで形成されている。即ち、比較的長い外側の分岐
管１２４２は最も太い管で、中ぐらいの長さの中央の分
岐管１２４３は中ぐらいの太さの管で、そして最も短い
内側の分岐管１２４４は最も細い管で形成されている。
【００１８】従って、これらの分岐管１２４２、１２４
３、１３４４から吹き出される活性ガスの流速は石英チ
ューブ１２Ａの全幅にわたって均一になり、加熱されて
いる半導体ウエハＳの表面を均一に流れるので、半導体
ウエハＳの表面の温度分布を均一化することができる。
３、１３４４から吹き出される活性ガスの流速は石英チ
ューブ１２Ａの全幅にわたって均一になり、加熱されて
いる半導体ウエハＳの表面を均一に流れるので、半導体
ウエハＳの表面の温度分布を均一化することができる。
【００１９】前記のような構成、構造の急速加熱処理装
置１Ａを用いて半導体ウエハＳを急速加熱する場合に
は、前記と同様に、ドア１４を開け、被加熱処理物であ
る半導体ウエハＳを石英チューブ１２の排気口１２３側
から本体１２１の所定の位置に配置し、ドア１４を閉め
た後、ガス導入部１２４の中央導入管１２４１から活性
ガスが供給され、分岐管１２４２、１２４３、１３４４
に流入して分流しながら本体１２１内に均一化された流
速で流れ込み、半導体ウエハＳの表面を流れながら排気
口１２３及び１３１から排気される。同時にハロゲンラ
ンプ１１を点灯し、半導体ウエハＳを加熱する。半導体
ウエハＳはハロゲンランプ１１の光（０．３〜７．０μ
ｍ）を吸収し、急速に昇温し、加熱される。また、昇温
した半導体ウエハＳの表面から放射される特定波長の光
が放射温度計用空洞１０４を通過し、その光強度を放射
温度計１５により測定することで温度を判断し、かつ制
御することで急速加熱処理ができる。活性ガスの条件と
しては、前記のＮ2 、Ｏ2 、ＮＨ3 、Ｎ2 Ｏ、ＨＣｌな
どガスを使用した通常の条件でよい。また、赤外線ラン
プとしては前記実施形態で示したハロゲンランプ１１で
なくてもよく、０．１〜７．０μｍ領域の波長を使用す
るものであればよい。
置１Ａを用いて半導体ウエハＳを急速加熱する場合に
は、前記と同様に、ドア１４を開け、被加熱処理物であ
る半導体ウエハＳを石英チューブ１２の排気口１２３側
から本体１２１の所定の位置に配置し、ドア１４を閉め
た後、ガス導入部１２４の中央導入管１２４１から活性
ガスが供給され、分岐管１２４２、１２４３、１３４４
に流入して分流しながら本体１２１内に均一化された流
速で流れ込み、半導体ウエハＳの表面を流れながら排気
口１２３及び１３１から排気される。同時にハロゲンラ
ンプ１１を点灯し、半導体ウエハＳを加熱する。半導体
ウエハＳはハロゲンランプ１１の光（０．３〜７．０μ
ｍ）を吸収し、急速に昇温し、加熱される。また、昇温
した半導体ウエハＳの表面から放射される特定波長の光
が放射温度計用空洞１０４を通過し、その光強度を放射
温度計１５により測定することで温度を判断し、かつ制
御することで急速加熱処理ができる。活性ガスの条件と
しては、前記のＮ2 、Ｏ2 、ＮＨ3 、Ｎ2 Ｏ、ＨＣｌな
どガスを使用した通常の条件でよい。また、赤外線ラン
プとしては前記実施形態で示したハロゲンランプ１１で
なくてもよく、０．１〜７．０μｍ領域の波長を使用す
るものであればよい。
【００２０】
【実施例】 １．急速加熱処理条件 ランプ ：赤外線ハロゲンランプ ランプ放射波長 ：０．３〜７．０μｍ ランプ定格 ：１７０Ｖ １．７ｋＷ ランプ本数 ：上下各１４本、左右各２本 チャンバー ：アルミ製の内部金コーティング、水冷式 石英チューブ ：Ｎ2 冷却２５リットル／分 放射温度計波長 ：２．７μｍ 各分岐管の直径 ：大＝１２ｍｍ、中＝８ｍｍ、小＝４ｍｍ ２．急速加熱処理（図６参照） 負荷温度 ：２００°Ｃ 立上げ傾斜温度 ： ５０°Ｃ／秒 熱処理温度 ：１０００°Ｃ、１０秒 活性ガス ：Ｎ2 、３リットル／分 立下げ傾斜温度 ： ５０°Ｃ／秒 無負荷温度 ：２００°Ｃ 以上の実施例により、ガス導入部１２４において、半導
体ウエハＳの面内温度分布が±２．０°Ｃと均一化で
き、安定した温度で加熱処理できることが確認できた。
体ウエハＳの面内温度分布が±２．０°Ｃと均一化で
き、安定した温度で加熱処理できることが確認できた。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の実施形態の急速加熱処理装置によれば、被加熱処理物
の表面における面内温度分布の均一化に優れ、また、再
現性の優れた急速加熱処理を行うことができ、信頼性の
高い高速素子、低誘電率電極及び配線層の形成ができ
る。
の実施形態の急速加熱処理装置によれば、被加熱処理物
の表面における面内温度分布の均一化に優れ、また、再
現性の優れた急速加熱処理を行うことができ、信頼性の
高い高速素子、低誘電率電極及び配線層の形成ができ
る。
【図１】 本発明の一実施形態の急速加熱処理装置の断
面図である。
面図である。
【図２】 図１に示した急速加熱処理装置に内蔵されて
いる石英チューブの平面図である。
いる石英チューブの平面図である。
【図３】 従来技術の急速加熱処理装置の断面図であ
る。
る。
【図４】 図３に示した急速加熱処理装置に内蔵されて
いる石英チューブの平面図である。
いる石英チューブの平面図である。
【図５】 図３に示した急速加熱処理装置により急速加
熱処理される半導体ウエハの面内における温度分布であ
る。
熱処理される半導体ウエハの面内における温度分布であ
る。
【図６】 急速加熱処理装置における一般的な熱処理シ
ーケンスである。
ーケンスである。
１Ａ…本発明の実施形態の急速加熱処理装置、１０Ａ…
チャンバー、１０１…窒素ガス導入口、１０２Ａ：１０
３…開口、１０４…放射温度計用空洞、１１…ハロゲン
ランプ、１２Ａ…石英チューブ（赤外線ランプ）、１２
１…本体、１２３…ガス排気口、１２４…ガス導入部、
１３…排気板、１４…ドア、１５…放射温度計、Ｓ…半
導体ウエハ（被加熱処理物）
チャンバー、１０１…窒素ガス導入口、１０２Ａ：１０
３…開口、１０４…放射温度計用空洞、１１…ハロゲン
ランプ、１２Ａ…石英チューブ（赤外線ランプ）、１２
１…本体、１２３…ガス排気口、１２４…ガス導入部、
１３…排気板、１４…ドア、１５…放射温度計、Ｓ…半
導体ウエハ（被加熱処理物）
Claims (3)
- 【請求項１】 偏平な本体と該本体の両端部にガス導入
部とガス排気部が形成されている石英チューブの前記本
体の両側面に加熱用赤外線ランプを配設して、前記本体
内に収納した被加熱処理物を前記赤外線ランプで急速に
加熱できるように構成されている急速加熱処理装置にお
いて、 前記石英チューブのガス導入部を前記本体のほぼ全幅に
わたって形成し、該ガス導入部から前記本体に反応ガス
をほぼ同一のガス導入流速で供給し、該導入ガスを前記
ガス排気部から排気するように構成されていることを特
徴とする急速加熱処理装置。 - 【請求項２】 前記ガス導入部が、そのガス導入部が形
成されている前記本体の端面の幅方向に対称的に、中央
管を中心にして複数本の分岐管で構成されていることを
特徴とする請求項１に記載の急速加熱処理装置。 - 【請求項３】 前記分岐管が３本で構成されており、そ
れぞれの分岐管の直径を外側から３：２：１の比の太さ
で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の急
速加熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10352413A JP2000182980A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 急速加熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10352413A JP2000182980A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 急速加熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000182980A true JP2000182980A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18423914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10352413A Pending JP2000182980A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 急速加熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000182980A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523466A (ja) * | 2003-10-27 | 2007-08-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 合わせられた温度の均一性 |
| JP2012167865A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Ulvac-Riko Inc | 熱処理装置 |
| JP2018534769A (ja) * | 2015-12-30 | 2018-11-22 | マットソン テクノロジー インコーポレイテッドＭａｔｔｓｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ． | ミリ秒アニールシステムのためのガスフロー制御 |
-
1998
- 1998-12-11 JP JP10352413A patent/JP2000182980A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523466A (ja) * | 2003-10-27 | 2007-08-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 合わせられた温度の均一性 |
| JP2012167865A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Ulvac-Riko Inc | 熱処理装置 |
| JP2018534769A (ja) * | 2015-12-30 | 2018-11-22 | マットソン テクノロジー インコーポレイテッドＭａｔｔｓｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ． | ミリ秒アニールシステムのためのガスフロー制御 |
| US11255606B2 (en) | 2015-12-30 | 2022-02-22 | Mattson Technology, Inc. | Gas flow control for millisecond anneal system |
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