JP2002536829A - 急速熱処理（ｒｔｐ）装置のための冷却シャワーヘッド - Google Patents
急速熱処理（ｒｔｐ）装置のための冷却シャワーヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】
ＲＴＰ装置で輻射線源からの可視光線および近赤外線に透過性であり、流体を移動および分配する本体が提案されている。
Description
【０００１】 本発明は、急速熱処理（ＲＴＰ）装置用の冷却シャワーヘッドに関する。
【０００２】 発明の分野 本発明の分野は、急速かつ均一に温度を変化させなければならない半導体ウェ
ハおよび部品のような対象物の急速熱処理（ＲＴＰ）の分野である。詳しくは本
発明の分野は、流体が処理すべき対象物の表面にきわめて均一にかつ調節可能な
方法で衝突する、これらのＲＴＰ装置への流体の導入である。
ハおよび部品のような対象物の急速熱処理（ＲＴＰ）の分野である。詳しくは本
発明の分野は、流体が処理すべき対象物の表面にきわめて均一にかつ調節可能な
方法で衝突する、これらのＲＴＰ装置への流体の導入である。
【０００３】 発明の背景 急速熱処理（ＲＴＰ）の分野は主にＲＴＰ装置で処理される半導体ウェハの均
一な加熱で処理される。ＲＴＰ装置は一般にランプのような輻射線源からの輻射
線に透過性である少なくとも１個の壁を有する部屋を有する。処理される対象物
を部屋に配置し、対象物が加熱するように輻射線源からの輻射線を照射する。透
過性の壁を有する部屋は、処理中に対象物が配置されている雰囲気をこの装置が
調節する場合は、厳密にはこの装置に必要ではない。ランプを対象物の近くに、
窓を介在せずに配置することができる。多くのランプを使用してそれぞれのラン
プを個々に調節して輻射線の均一性を高める多くの進展が行われた。均一性は今
やシリコンウェハ上できわめて薄い酸化物または窒化物の層が数秒で成長するほ
ど十分である。
一な加熱で処理される。ＲＴＰ装置は一般にランプのような輻射線源からの輻射
線に透過性である少なくとも１個の壁を有する部屋を有する。処理される対象物
を部屋に配置し、対象物が加熱するように輻射線源からの輻射線を照射する。透
過性の壁を有する部屋は、処理中に対象物が配置されている雰囲気をこの装置が
調節する場合は、厳密にはこの装置に必要ではない。ランプを対象物の近くに、
窓を介在せずに配置することができる。多くのランプを使用してそれぞれのラン
プを個々に調節して輻射線の均一性を高める多くの進展が行われた。均一性は今
やシリコンウェハ上できわめて薄い酸化物または窒化物の層が数秒で成長するほ
ど十分である。
【０００４】 このようなＲＴＰ装置は化学蒸着（ＣＶＤ）またはプラズマエンハンストＣＶ
Ｄ（ＰＥ−ＣＶＤ）蒸着に使用される。技術水準の装置では、処理すべき対象物
、一般に半導体ウェハを、加熱することができるサセプタにより装置に保持し、
ウェハに熱転写する。反応性ガスを装置にサセプタよりウェハの反対側から導入
する。一般にサセプタから離れたウェハの側がＲＴＰ装置の輻射線源により照射
される場合は、反応性ガスをウェハの側面から導入する。側面からの反応性ガス
の導入はウェハ表面上のガスの不均一な密度を生じ、このような不均一な出発状
態から堆積したまたは反応した物質の不均一な皮膜が生じる。
Ｄ（ＰＥ−ＣＶＤ）蒸着に使用される。技術水準の装置では、処理すべき対象物
、一般に半導体ウェハを、加熱することができるサセプタにより装置に保持し、
ウェハに熱転写する。反応性ガスを装置にサセプタよりウェハの反対側から導入
する。一般にサセプタから離れたウェハの側がＲＴＰ装置の輻射線源により照射
される場合は、反応性ガスをウェハの側面から導入する。側面からの反応性ガス
の導入はウェハ表面上のガスの不均一な密度を生じ、このような不均一な出発状
態から堆積したまたは反応した物質の不均一な皮膜が生じる。
【０００５】 技術水準の装置は大きな均一性を有するウェハに反応性ガスを衝突するシャワ
ーヘッド配置を使用した。これらの技術水準の装置はウェハからウェハの後方に
赤外線を反射する反射シャワーヘッドを使用し、ウェハの温度の均一性を高めた
。しかしながらこのシャワーヘッドは蒸着側からのウェハの照射を妨害する。
ーヘッド配置を使用した。これらの技術水準の装置はウェハからウェハの後方に
赤外線を反射する反射シャワーヘッドを使用し、ウェハの温度の均一性を高めた
。しかしながらこのシャワーヘッドは蒸着側からのウェハの照射を妨害する。
【０００６】 ＲＴＰ装置がより大きなウェハ（現在では直径３００ｍｍ）を取り扱うにつれ
て、ＲＴＰ部屋の相対寸法が変化し、ＲＴＰ装置の付属部品がウェハにかなり接
近している。熱いウェハから長波長赤外線により付属部品が加熱する問題がだん
だんと大きくなり、部屋の壁および長波長輻射線が到達するあらゆるものを冷却
することがますます困難になっている。特に蒸着側から照射されるＣＶＤまたは
ＰＥ−ＣＶＤ ＲＴＰ装置で反応性ガスの均一な供給に必要である、ＲＴＰ装置
の輻射線源からの可視光線および近赤外線（ＩＲ）に透過性であるシャワーヘッ
ドである。このようなシャワーヘッドは熱いウェハから長波長ＩＲにより照射さ
れ、反応性ガスはシャワーヘッドの熱い表面で反応する。例えばシャワーヘッド
でのシリコン皮膜の形成は急速な沸騰状況を生じ、ここではシリコンが可視光線
および近赤外線を吸収し、より熱くなり、多くの反応を生じる。
て、ＲＴＰ部屋の相対寸法が変化し、ＲＴＰ装置の付属部品がウェハにかなり接
近している。熱いウェハから長波長赤外線により付属部品が加熱する問題がだん
だんと大きくなり、部屋の壁および長波長輻射線が到達するあらゆるものを冷却
することがますます困難になっている。特に蒸着側から照射されるＣＶＤまたは
ＰＥ−ＣＶＤ ＲＴＰ装置で反応性ガスの均一な供給に必要である、ＲＴＰ装置
の輻射線源からの可視光線および近赤外線（ＩＲ）に透過性であるシャワーヘッ
ドである。このようなシャワーヘッドは熱いウェハから長波長ＩＲにより照射さ
れ、反応性ガスはシャワーヘッドの熱い表面で反応する。例えばシャワーヘッド
でのシリコン皮膜の形成は急速な沸騰状況を生じ、ここではシリコンが可視光線
および近赤外線を吸収し、より熱くなり、多くの反応を生じる。
【０００７】 関連する文献 ＲＴＰ原理にもとづく反応器はしばしばウェハ処理工程中に開いた反応室の一
方の端部の完全な横断面を有する。ウェハより著しく大きな寸法を有し、より厚
い、種々のウェハ保持体、ガードリングおよびガス分配プレートを反応室に導入
しなければならず、これらは処理工程が変化するかまたは、例えば異なるウェハ
寸法が使用される場合に容易にかつ急速に変化しなければならないので、この構
造が確立された。反応室の寸法はこれらの付属部品とともに構成される。米国特
許第５５８０８３０号明細書には処理室でガス流量を調節し、不純物を調節する
ためのガス流量およびドアーの開口の使用の重要性が記載されている。
方の端部の完全な横断面を有する。ウェハより著しく大きな寸法を有し、より厚
い、種々のウェハ保持体、ガードリングおよびガス分配プレートを反応室に導入
しなければならず、これらは処理工程が変化するかまたは、例えば異なるウェハ
寸法が使用される場合に容易にかつ急速に変化しなければならないので、この構
造が確立された。反応室の寸法はこれらの付属部品とともに構成される。米国特
許第５５８０８３０号明細書には処理室でガス流量を調節し、不純物を調節する
ためのガス流量およびドアーの開口の使用の重要性が記載されている。
【０００８】 きわめて広範なスペクトル応答を有する熱量計を使用するウェハの温度測定の
重要性は米国特許第５６２８５６４号明細書に記載されている。
重要性は米国特許第５６２８５６４号明細書に記載されている。
【０００９】 従来のＲＴＰ装置中で加熱されるウェハは典型的に複数の石英ピンに支持され
、ピンはウェハを装置の反射壁に正確に平行に保持する。技術水準の装置は備え
付けのサセプタ、典型的には均一なシリコンウェハーにウェハを保持した。同時
係属出願の０８／５３７４０９号明細書はウェハから分離したサセプタプレート
の重要性を記載する。
、ピンはウェハを装置の反射壁に正確に平行に保持する。技術水準の装置は備え
付けのサセプタ、典型的には均一なシリコンウェハーにウェハを保持した。同時
係属出願の０８／５３７４０９号明細書はウェハから分離したサセプタプレート
の重要性を記載する。
【００１０】 ＩＩＩ〜ＩＶ属元素の半導体の急速熱処理はシリコンのＲＴＰとして成功して
いなかった。このための１つの理由は、表面が、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）の場
合に、例えば砒素（Ａｓ）のかなり高い蒸気圧を有することである。表面領域は
砒素が減少し、物質の品質が不利になる。同時係属出願の０８／６３１２６５号
明細書はこの問題を克服する方法および装置を供給する。
いなかった。このための１つの理由は、表面が、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）の場
合に、例えば砒素（Ａｓ）のかなり高い蒸気圧を有することである。表面領域は
砒素が減少し、物質の品質が不利になる。同時係属出願の０８／６３１２６５号
明細書はこの問題を克服する方法および装置を供給する。
【００１１】 光のパルスで局所的にウェハを加熱することによりわずかにドープしたかなり
低い温度のウェハの放出を高める方法は同時係属出願の８０／６３２３６４号明
細書に記載されている。
低い温度のウェハの放出を高める方法は同時係属出願の８０／６３２３６４号明
細書に記載されている。
【００１２】 対象物のＲＴＰに関する方法、装置および方式はＬｅｒｃｈ等により１９９７
年１０月１７日出願の同時係属出願の０８／９５３５９０号明細書に記載されて
いる。
年１０月１７日出願の同時係属出願の０８／９５３５９０号明細書に記載されて
いる。
【００１３】 少量の反応性ガスを使用して酸化物または半導体のエッチングを調節する基板
のＲＴＰ法はＮｅｎｙｅｉ等により１９９７年７月１日に出願した同時係属出願
の０８／８８６２１５号明細書に記載されている。
のＲＴＰ法はＮｅｎｙｅｉ等により１９９７年７月１日に出願した同時係属出願
の０８／８８６２１５号明細書に記載されている。
【００１４】 シリコンの蒸発を調節する基板のＲＴＰ法はＭａｒｃｕｓ等により１９９８年
１月２９日に出願した同時係属出願の０９／１５４４１号明細書に記載されてい
る。
１月２９日に出願した同時係属出願の０９／１５４４１号明細書に記載されてい
る。
【００１５】 シリコンオキシニトリド皮膜を製造する方法はＫｗｏｎｇ等により１９９８年
１２月１５日に出願した０９／２１２４９５号明細書に記載されている。
１２月１５日に出願した０９／２１２４９５号明細書に記載されている。
【００１６】 ＲＴＰ装置中でウェハを回転させる方法はそれぞれ１９９７年１０月２９日お
よび１９９７年１１月２４日に出願した、Ｂｌｅｒｓｃｈ等およびＡｓｃｈｎｅ
ｒ等による０８／９６０１５０号明細書および０８／９７７０１９号明細書およ
び１９９８年１２月１１日に出願したＡｓｃｈｎｅｒ等による０９／２０９７３
５号明細書に記載されている。
よび１９９７年１１月２４日に出願した、Ｂｌｅｒｓｃｈ等およびＡｓｃｈｎｅ
ｒ等による０８／９６０１５０号明細書および０８／９７７０１９号明細書およ
び１９９８年１２月１１日に出願したＡｓｃｈｎｅｒ等による０９／２０９７３
５号明細書に記載されている。
【００１７】 前記の関係する明細書は本発明の譲渡人に譲渡され、これにより本発明に含ま
れる。
れる。
【００１８】 発明の目的 本発明の目的は、ＲＴＰ装置で加熱される対象物の表面に反応性流体を供給す
るシャワーヘッドを製造することである。
るシャワーヘッドを製造することである。
【００１９】 本発明の目的は、ＲＴＰ装置で加熱される対象物の表面に反応性流体を供給す
る冷却シャワーヘッドを製造することである。
る冷却シャワーヘッドを製造することである。
【００２０】 本発明の目的は、ＲＴＰ装置の輻射線源により表面が照射される、ＲＴＰ装置
で加熱される対象物の表面に反応性流体を供給するシャワーヘッドを製造するこ
とである。
で加熱される対象物の表面に反応性流体を供給するシャワーヘッドを製造するこ
とである。
【００２１】 本発明の目的は、シャワーヘッドを冷却する冷却装置が安価である、ＲＴＰ装
置で加熱される対象物の表面に反応性流体を供給する冷却シャワーヘッドを製造
することである。
置で加熱される対象物の表面に反応性流体を供給する冷却シャワーヘッドを製造
することである。
【００２２】 本発明の目的は、複数のガスが対象物の表面に供給され、複数のガスがシャワ
ーヘッドと対象物の間の空間ではじめて混合する、ＲＴＰ装置で加熱される対象
物の表面に反応性流体を供給する冷却シャワーヘッドを製造することである。
ーヘッドと対象物の間の空間ではじめて混合する、ＲＴＰ装置で加熱される対象
物の表面に反応性流体を供給する冷却シャワーヘッドを製造することである。
【００２３】 発明の概要 ＲＴＰ装置で加熱される対象物の表面に反応性ガスを供給する透過性シャワー
ヘッドの装置、方法および方式が提供される。流体を冷却し、混合する新しい方
法が記載される。通路内の開口により放出する流体の蒸気を供給する組み合わせ
た通路が提案されている。反対側から流れる組み合わせた流れはシャワーヘッド
と処理すべき対象物表面との間の空間での反応流体の相互混合を可能にする。Ｒ
ＴＰ装置の窓とシャワーヘッドは新しい方法で窓とシャワーヘッドの冷却が同じ
冷却装置に結合するように結合している。
ヘッドの装置、方法および方式が提供される。流体を冷却し、混合する新しい方
法が記載される。通路内の開口により放出する流体の蒸気を供給する組み合わせ
た通路が提案されている。反対側から流れる組み合わせた流れはシャワーヘッド
と処理すべき対象物表面との間の空間での反応流体の相互混合を可能にする。Ｒ
ＴＰ装置の窓とシャワーヘッドは新しい方法で窓とシャワーヘッドの冷却が同じ
冷却装置に結合するように結合している。
【００２４】 発明の詳細な説明 図１は本発明の構成によるＲＴＰ装置の概略図を示す。部屋１０は反射壁１２
を有し、反射壁は処理すべき対象物１８に輻射線源１４Ａおよび１４Ｂからの光
を反射する。対象物１８は一般に半導体ウェハであるが、ほかの任意の材料であ
ってもよい。対象物１８は一般に平坦かつ円形であるが、平坦かつ正方形または
任意のいかなる形状であってもよい。対象物はピン１６で支える。部屋１１は対
象物がプロセスガスで処理されるように対象物を包囲する。最初の装置の部屋１
１は対象物１８を導入する開いた一方の端部を有する平坦な正方形の箱であるが
、後での部屋はアルミニウムまたはステンレススチールまたは他の構造材料の側
壁を有する石英またはサファイアの平坦な円形のプレートである。対象物１８を
反応室に導入するためにドアーに取り付けられた開口は当業者に知られている。
輻射線源１４Ａおよび１４Ｂからの輻射線の強度を上昇し、調整する手段１５Ａ
、対象物の温度を測定する手段１５Ｂ、温度を計算する手段１５Ｃ、ウェハを包
囲する周囲ガスを調節する手段１５Ｄ、流体の流れを調節する手段１５Ｅが示さ
れ、当業者に知られている。手段１５Ａ〜Ｅはそれ自身のマイクロプロセッサー
調節器を有してそれぞれ独立に作動する装置の部品であってもよく、手段１５Ａ
〜Ｅのいずれかに含まれると定義される中心コンピューターシステムにより調節
されてもよく、または取り付けられたコンピューター手段または中心コンピュー
ター手段の任意の組み合わせであってもよい。反応ガスの流れを均一にウェハの
表面に分配する手段１３が図１に示され、後の図面に更に詳しくおよび種々の構
成で示されている。部屋１０、輻射線源１４Ａおよび１４Ｂおよび部屋１１の壁
を冷却する目的で部屋１０の壁をとおり搬送される冷却手段１７が示されている
。
を有し、反射壁は処理すべき対象物１８に輻射線源１４Ａおよび１４Ｂからの光
を反射する。対象物１８は一般に半導体ウェハであるが、ほかの任意の材料であ
ってもよい。対象物１８は一般に平坦かつ円形であるが、平坦かつ正方形または
任意のいかなる形状であってもよい。対象物はピン１６で支える。部屋１１は対
象物がプロセスガスで処理されるように対象物を包囲する。最初の装置の部屋１
１は対象物１８を導入する開いた一方の端部を有する平坦な正方形の箱であるが
、後での部屋はアルミニウムまたはステンレススチールまたは他の構造材料の側
壁を有する石英またはサファイアの平坦な円形のプレートである。対象物１８を
反応室に導入するためにドアーに取り付けられた開口は当業者に知られている。
輻射線源１４Ａおよび１４Ｂからの輻射線の強度を上昇し、調整する手段１５Ａ
、対象物の温度を測定する手段１５Ｂ、温度を計算する手段１５Ｃ、ウェハを包
囲する周囲ガスを調節する手段１５Ｄ、流体の流れを調節する手段１５Ｅが示さ
れ、当業者に知られている。手段１５Ａ〜Ｅはそれ自身のマイクロプロセッサー
調節器を有してそれぞれ独立に作動する装置の部品であってもよく、手段１５Ａ
〜Ｅのいずれかに含まれると定義される中心コンピューターシステムにより調節
されてもよく、または取り付けられたコンピューター手段または中心コンピュー
ター手段の任意の組み合わせであってもよい。反応ガスの流れを均一にウェハの
表面に分配する手段１３が図１に示され、後の図面に更に詳しくおよび種々の構
成で示されている。部屋１０、輻射線源１４Ａおよび１４Ｂおよび部屋１１の壁
を冷却する目的で部屋１０の壁をとおり搬送される冷却手段１７が示されている
。
【００２５】 図２に対象物１８の表面に反応性流体の流れを分配する手段１３の有利な構成
が示されている。交差した管の格子が存在し、この場合に一組の平行な管２０が
他の平行な管２２の組を冷却するために冷却流体２４を有する。冷却流体２４は
空気、窒素、アルゴンのようなガス、または他の不活性ガスまたは反応性ガスで
あってもよく、または水またはグリコールのような液体または他の一般的な冷却
流体であってもよい。管２０および２２は輻射線源１４Ｂからの可視光線および
／または近赤外線を伝送する。反応性ガス２６は管２２内を流れ、対象物１８の
表面に均一に当たるために開口２８をとおり管２２を出る。管２０および２２は
有利には石英から形成されるが、ランプからの可視光線および近赤外線に透過性
である任意の材料から形成されていてもよく、有利には図２に示されるように管
が接触する場所で接合している。管２０および２２は円形で示されているが、正
方形または他の断面の管に代わっていてもよい。使用される石英は同じ種類の石
英または部屋１１を形成するために使用される他の材料であってもよく、または
異なる種類の石英または他の材料であってもよく、または輻射線源１４Ｂから放
出される可視光線および／または近赤外線の大部分を伝送する任意の材料から形
成されていてもよい。
が示されている。交差した管の格子が存在し、この場合に一組の平行な管２０が
他の平行な管２２の組を冷却するために冷却流体２４を有する。冷却流体２４は
空気、窒素、アルゴンのようなガス、または他の不活性ガスまたは反応性ガスで
あってもよく、または水またはグリコールのような液体または他の一般的な冷却
流体であってもよい。管２０および２２は輻射線源１４Ｂからの可視光線および
／または近赤外線を伝送する。反応性ガス２６は管２２内を流れ、対象物１８の
表面に均一に当たるために開口２８をとおり管２２を出る。管２０および２２は
有利には石英から形成されるが、ランプからの可視光線および近赤外線に透過性
である任意の材料から形成されていてもよく、有利には図２に示されるように管
が接触する場所で接合している。管２０および２２は円形で示されているが、正
方形または他の断面の管に代わっていてもよい。使用される石英は同じ種類の石
英または部屋１１を形成するために使用される他の材料であってもよく、または
異なる種類の石英または他の材料であってもよく、または輻射線源１４Ｂから放
出される可視光線および／または近赤外線の大部分を伝送する任意の材料から形
成されていてもよい。
【００２６】 図３は本発明の選択的構成を示し、図２の交差格子配置が管の代わりに平坦な
プレートにより形成される２つの部屋の装置に代わっている。冷却流体２４は３
２で３０に入り、部屋に沿ってまたは部屋の通路内を流れ、３４で出る。部屋３
０は一般的な壁で部屋３６と分かれている。反応性ガス２６は部屋３６に入り、
部屋３６内または部屋３６の通路内を部屋３６の外部の開口２８へ流れ、ここで
反応性ガスが均一に対象物１８の表面に当たる。部屋３０および３６の壁は典型
的には石英から形成され、これは部屋１１の材料と同じかまたは異なる石英であ
ってもよく、または輻射線源１４Ｂから放出される可視光線および／または近赤
外線の大部分の割合を伝送する任意の材料から形成されていてもよい。
プレートにより形成される２つの部屋の装置に代わっている。冷却流体２４は３
２で３０に入り、部屋に沿ってまたは部屋の通路内を流れ、３４で出る。部屋３
０は一般的な壁で部屋３６と分かれている。反応性ガス２６は部屋３６に入り、
部屋３６内または部屋３６の通路内を部屋３６の外部の開口２８へ流れ、ここで
反応性ガスが均一に対象物１８の表面に当たる。部屋３０および３６の壁は典型
的には石英から形成され、これは部屋１１の材料と同じかまたは異なる石英であ
ってもよく、または輻射線源１４Ｂから放出される可視光線および／または近赤
外線の大部分の割合を伝送する任意の材料から形成されていてもよい。
【００２７】 図４は本発明の最も有利な構成を示す。ＲＴＰ部屋１１の１つの壁全体が石英
プレート４０に代わっている。一組の通路４６が示され、この場合に石英プレー
ト４０に接合した、鋸で切断した半体の管４２の組により形成されている。冷却
流体４４は輻射線源１４Ｂを冷却し、更に管４２およびプレート４０に当たり、
冷却する。プレート４０および管４２はＲＴＰ装置で一般に使用される窓の代わ
りに使用することができる。冷却装置はＲＴＰ装置の窓およびランプを冷却する
ために一般に使用される冷却装置であってもよい。反応性ガス２６は通路４６に
導入し、開口２８を出て、この場合にウェハとして示される対象物１８に均一に
衝突する。冷却ガス４４は部屋４６の壁および反応性ガス２６を冷却し、これに
より反応性ガス２６は反応せず、部屋４６の内壁に堆積する。管４２は図面に示
されているように円形の断面を有してもよいが、正方形または三角形であるか、
または押し出しまたはこのような部品を形成する他の方法に必要であり、一般的
である他の断面を有してもよい。
プレート４０に代わっている。一組の通路４６が示され、この場合に石英プレー
ト４０に接合した、鋸で切断した半体の管４２の組により形成されている。冷却
流体４４は輻射線源１４Ｂを冷却し、更に管４２およびプレート４０に当たり、
冷却する。プレート４０および管４２はＲＴＰ装置で一般に使用される窓の代わ
りに使用することができる。冷却装置はＲＴＰ装置の窓およびランプを冷却する
ために一般に使用される冷却装置であってもよい。反応性ガス２６は通路４６に
導入し、開口２８を出て、この場合にウェハとして示される対象物１８に均一に
衝突する。冷却ガス４４は部屋４６の壁および反応性ガス２６を冷却し、これに
より反応性ガス２６は反応せず、部屋４６の内壁に堆積する。管４２は図面に示
されているように円形の断面を有してもよいが、正方形または三角形であるか、
または押し出しまたはこのような部品を形成する他の方法に必要であり、一般的
である他の断面を有してもよい。
【００２８】 図５は本発明の選択的構成を示し、５０および５２の二組の管により通路４６
のような２つの複数の平行な通路が形成される。第２の反応性ガス５３は管５４
から通路５０に入り、第１の反応性ガス５５は管５６から通路５２に入る。反対
側から流れる組み合わせたガス５３および５５のガス流は管５０および５２によ
り形成される通路内の開口（図示されず）をとおり並んで導入される。このよう
にして２つの反応性ガス５３および５５が本体１３および対象物１８の間の空間
に存在するまで全く混合されず、この位置は図５で点線により示される。これは
２つのガスが低い温度で反応し、互いに混合する場合にきわめて重要である。実
際はガス５３および５５は、一方が他方の不活性希釈剤であるので、両方が反応
性でなくてよい。図５に示される組み合わされた通路は図２の管、図３の部屋３
６内の（図示されていない）図３の部屋（適当な通路の壁を加えて）または図４
に示される半体の管と一緒に使用することができる。
のような２つの複数の平行な通路が形成される。第２の反応性ガス５３は管５４
から通路５０に入り、第１の反応性ガス５５は管５６から通路５２に入る。反対
側から流れる組み合わせたガス５３および５５のガス流は管５０および５２によ
り形成される通路内の開口（図示されず）をとおり並んで導入される。このよう
にして２つの反応性ガス５３および５５が本体１３および対象物１８の間の空間
に存在するまで全く混合されず、この位置は図５で点線により示される。これは
２つのガスが低い温度で反応し、互いに混合する場合にきわめて重要である。実
際はガス５３および５５は、一方が他方の不活性希釈剤であるので、両方が反応
性でなくてよい。図５に示される組み合わされた通路は図２の管、図３の部屋３
６内の（図示されていない）図３の部屋（適当な通路の壁を加えて）または図４
に示される半体の管と一緒に使用することができる。
【００２９】 図６は本発明の１つの構成を示し、処理すべき対象物１８が磁場形成手段６２
により形成される磁場６０に浸漬されている。磁場は図６に、堆積が行われる対
象物１８の表面６４と平行に示されているが、表面６４に対して垂直にまたは他
の任意の方向であってもよい。回転可能な軸６６により支持されたサセプタ６４
は、堆積の間に対象物１８が回転することを示すために示される。軸は現在当業
者に知られている回転手段を示すために示される。ＲＴＰ装置でウェハを回転す
る方法はそれぞれ１９９７年１０月２９日および１９９７年１１月２４日に出願
した、Ｂｌｅｒｓｃｈ等およびＡｓｃｈｎｅｒ等による０８／９６０１５０号明
細書および０８／９７７０１９号明細書および１９９８年１２月１１日に出願し
たＡｓｃｈｎｅｒ等による０９／２０９７３５号明細書に記載されている。
により形成される磁場６０に浸漬されている。磁場は図６に、堆積が行われる対
象物１８の表面６４と平行に示されているが、表面６４に対して垂直にまたは他
の任意の方向であってもよい。回転可能な軸６６により支持されたサセプタ６４
は、堆積の間に対象物１８が回転することを示すために示される。軸は現在当業
者に知られている回転手段を示すために示される。ＲＴＰ装置でウェハを回転す
る方法はそれぞれ１９９７年１０月２９日および１９９７年１１月２４日に出願
した、Ｂｌｅｒｓｃｈ等およびＡｓｃｈｎｅｒ等による０８／９６０１５０号明
細書および０８／９７７０１９号明細書および１９９８年１２月１１日に出願し
たＡｓｃｈｎｅｒ等による０９／２０９７３５号明細書に記載されている。
【００３０】 一部の明細書においてシャワーヘッドが反応性ガスをきわめて均一に分配する
としても、シャワーヘッドで均一な層を得ることは全く困難である。これは、例
えば処理室、ウェハまたは物体、物体保持手段、ガードリング、またはリング部
分等により影響されるガスの空気力学的挙動による。従って対象物の回転はウェ
ハ（または処理すべき対象物）の表面に形成される層の均一性を著しく改良する
。
としても、シャワーヘッドで均一な層を得ることは全く困難である。これは、例
えば処理室、ウェハまたは物体、物体保持手段、ガードリング、またはリング部
分等により影響されるガスの空気力学的挙動による。従って対象物の回転はウェ
ハ（または処理すべき対象物）の表面に形成される層の均一性を著しく改良する
。
【００３１】 シャワーヘッドはシリコン上の窒化チタン（ＴｉＮ）の化学蒸着のために使用
することができる。この層は一般に中間層および拡散バリアーとして使用される
。ＴｉＮ層を製造するために、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）およびアンモニア（
ＮＨ３）が使用される。この場合に２つのガスが互いに離れて保持されなければ
ならないことが重要であり、それというのもこれらは室温でさえも互いに反応し
、固体のＮＨ４Ｃｌを生じるからである。従って本発明のシャワーヘッドはガス
処理装置で２つのガスを離れて保持する理想的な機器である。本発明では、ガス
をウェハの表面の近くではじめて混合し（予めの混合が回避される）、処理室で
の２つのガスの比を調節することも可能にする。従って層の品質および反応速度
を調節することができる。全体の反応は ６ＴｉＣｌ４＋８ＮＨ３ → ６ＴｉＮ＋２４ＨＣｌ＋Ｎ２ であり、ＣＶＤ技術を適用し、シャワーヘッドを使用することによるこのような
ＴｉＮの層の製造は、Ｂ.Ｆｒｏｅｓｃｈｌｅ著、「マイクロエレクトロニクス
での拡散バリアーを製造するための単結晶シリコン基板への熱放射の作用による
窒化チタンの化学的気相析出」（Ｄｉｅ Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ Ｇａｓｐｈａｓ
ｅｎａｂｓｃｈｅｉｄｕｎｇ ｖｏｎ Ｔｉｔａｎｎｉｔｒｉｄ ｄｕｒｃｈ
Ｅｉｎｗｉｒｋｕｎｇ ｔｈｅｒｍｉｓｃｈｅｒ Ｓｔｒａｈｌｕｎｇ ａｕｆ
ｍｏｎｏｋｒｉｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉｌｉｃｉｕｍｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｚ
ｕｒ Ｈｅｒｓｔｅｌｌｕｎｇ ｖｏｎ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｓｂａｒｒｉｅｒ
ｅｎ Ｉｎ ｄｅｒ Ｍｉｋｒｏｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ）Ｓｈａｋｅｒ Ｖｅｒ
ｌａｇ Ａａｃｈｅｍ １９９７に詳細に記載され、この内容はすべて本発明に
含まれる。前記の関連する引用において、不透過性のシャワーヘッドが使用され
、ウェハは底部の面のみから加熱された。回転作業により、ＴｉＮ層の均一性（
基板で処理される層の最小の厚さと最大の厚さの比Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘとして定
義される）を著しく改良することができる。例えば基板を回転せずにＦｒｏｅｓ
ｃｈｌｅは８３％の均一性を得たが、この困難な方法では良好である。本発明の
シャワーヘッドをウェハの回転と一緒に使用すると９４％およびそれ以上の範囲
で均一性が改良される。本発明の付加的な利点は両面加熱の可能性である。
することができる。この層は一般に中間層および拡散バリアーとして使用される
。ＴｉＮ層を製造するために、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）およびアンモニア（
ＮＨ３）が使用される。この場合に２つのガスが互いに離れて保持されなければ
ならないことが重要であり、それというのもこれらは室温でさえも互いに反応し
、固体のＮＨ４Ｃｌを生じるからである。従って本発明のシャワーヘッドはガス
処理装置で２つのガスを離れて保持する理想的な機器である。本発明では、ガス
をウェハの表面の近くではじめて混合し（予めの混合が回避される）、処理室で
の２つのガスの比を調節することも可能にする。従って層の品質および反応速度
を調節することができる。全体の反応は ６ＴｉＣｌ４＋８ＮＨ３ → ６ＴｉＮ＋２４ＨＣｌ＋Ｎ２ であり、ＣＶＤ技術を適用し、シャワーヘッドを使用することによるこのような
ＴｉＮの層の製造は、Ｂ.Ｆｒｏｅｓｃｈｌｅ著、「マイクロエレクトロニクス
での拡散バリアーを製造するための単結晶シリコン基板への熱放射の作用による
窒化チタンの化学的気相析出」（Ｄｉｅ Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ Ｇａｓｐｈａｓ
ｅｎａｂｓｃｈｅｉｄｕｎｇ ｖｏｎ Ｔｉｔａｎｎｉｔｒｉｄ ｄｕｒｃｈ
Ｅｉｎｗｉｒｋｕｎｇ ｔｈｅｒｍｉｓｃｈｅｒ Ｓｔｒａｈｌｕｎｇ ａｕｆ
ｍｏｎｏｋｒｉｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉｌｉｃｉｕｍｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｚ
ｕｒ Ｈｅｒｓｔｅｌｌｕｎｇ ｖｏｎ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｓｂａｒｒｉｅｒ
ｅｎ Ｉｎ ｄｅｒ Ｍｉｋｒｏｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ）Ｓｈａｋｅｒ Ｖｅｒ
ｌａｇ Ａａｃｈｅｍ １９９７に詳細に記載され、この内容はすべて本発明に
含まれる。前記の関連する引用において、不透過性のシャワーヘッドが使用され
、ウェハは底部の面のみから加熱された。回転作業により、ＴｉＮ層の均一性（
基板で処理される層の最小の厚さと最大の厚さの比Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘとして定
義される）を著しく改良することができる。例えば基板を回転せずにＦｒｏｅｓ
ｃｈｌｅは８３％の均一性を得たが、この困難な方法では良好である。本発明の
シャワーヘッドをウェハの回転と一緒に使用すると９４％およびそれ以上の範囲
で均一性が改良される。本発明の付加的な利点は両面加熱の可能性である。
【００３２】 図１〜５に示される装置を使用する場合にウェハがより速く冷却することを記
載すべきである。反応ガスの代わりに通常のプロセスガスまたは不活性ガスを冷
却に使用することができる。しかしながら本発明は、通路が閉じた流体搬送装置
の部品である、前記の類似の通路装置を適用することにより、ウェハまたは対象
物を冷却する付加的な構成を有する。実際に図７に示される新しい装置を、開口
を有せず、冷却ガスを流すのみで使用する場合に、冷却時間およびＲＴＰ装置の
循環時間は減少した。
載すべきである。反応ガスの代わりに通常のプロセスガスまたは不活性ガスを冷
却に使用することができる。しかしながら本発明は、通路が閉じた流体搬送装置
の部品である、前記の類似の通路装置を適用することにより、ウェハまたは対象
物を冷却する付加的な構成を有する。実際に図７に示される新しい装置を、開口
を有せず、冷却ガスを流すのみで使用する場合に、冷却時間およびＲＴＰ装置の
循環時間は減少した。
【００３３】 図７は複数の冷却用半体の管７２に取り付けられた透過性プレート７０を示す
。冷却流体７６は冷却管内を循環する。ウェハ１８の表面に近接する冷却壁７０
がウェハ１８の後方にエネルギーを再照射せずにウェハ１８からの赤外線を吸収
する。図２および３に示される内部の通路を有する独立して操作可能の本体は明
らかに開口２８を有せずに形成される場合は、冷却目的に使用することができる
。シャワーヘッドの通路装置の他の興味深い変形はウェハの急速冷却に関する。
図７に示される構成において、通路手段は石英の部屋の内部空間に接続していな
い。これは図２に示される開口またはノズル２８が存在しないことである。従っ
て通路手段は完全に閉鎖され、流体（例えば水またはパラフィン油またはガス）
がその中を循環することができる。加熱処理中に第１流体が通路手段中を循環し
、この第１流体は加熱ランプからの可視光線および近赤外線をほとんど吸収しな
い。このような第１流体は、例えば窒素または乾燥空気であってもよい。ウェハ
の温度が急速に低下しなければならない場合は、（適当な交換手段を使用して）
通路手段中の第１流体を第２流体と交換し、第２流体がウェハおよびランプのフ
ィラメントにより放出される赤外線エネルギーを吸収する。ウェハおよびフィラ
メントが１マイクロメートルのスペクトル領域でより長い波長まで放出するので
、第２流体はこの波長領域で不透過性でなければならない。この構成はウェハに
より放出されるほとんどすべてのエネルギーが第２流体により吸収され、石英の
壁または他の表面から反応器の内部に、ウェハの後方に放出されるエネルギーが
ほとんど存在しないという利点を有する。ウェハは自由な真空中に存在するかの
ように急速に冷却する。このような冷却はウェハを真空条件下で処理しなければ
ばらない場合に、および例えば前記のシャワーヘッドのような他の冷却が可能で
ない場合にきわめて興味深い。
。冷却流体７６は冷却管内を循環する。ウェハ１８の表面に近接する冷却壁７０
がウェハ１８の後方にエネルギーを再照射せずにウェハ１８からの赤外線を吸収
する。図２および３に示される内部の通路を有する独立して操作可能の本体は明
らかに開口２８を有せずに形成される場合は、冷却目的に使用することができる
。シャワーヘッドの通路装置の他の興味深い変形はウェハの急速冷却に関する。
図７に示される構成において、通路手段は石英の部屋の内部空間に接続していな
い。これは図２に示される開口またはノズル２８が存在しないことである。従っ
て通路手段は完全に閉鎖され、流体（例えば水またはパラフィン油またはガス）
がその中を循環することができる。加熱処理中に第１流体が通路手段中を循環し
、この第１流体は加熱ランプからの可視光線および近赤外線をほとんど吸収しな
い。このような第１流体は、例えば窒素または乾燥空気であってもよい。ウェハ
の温度が急速に低下しなければならない場合は、（適当な交換手段を使用して）
通路手段中の第１流体を第２流体と交換し、第２流体がウェハおよびランプのフ
ィラメントにより放出される赤外線エネルギーを吸収する。ウェハおよびフィラ
メントが１マイクロメートルのスペクトル領域でより長い波長まで放出するので
、第２流体はこの波長領域で不透過性でなければならない。この構成はウェハに
より放出されるほとんどすべてのエネルギーが第２流体により吸収され、石英の
壁または他の表面から反応器の内部に、ウェハの後方に放出されるエネルギーが
ほとんど存在しないという利点を有する。ウェハは自由な真空中に存在するかの
ように急速に冷却する。このような冷却はウェハを真空条件下で処理しなければ
ばらない場合に、および例えば前記のシャワーヘッドのような他の冷却が可能で
ない場合にきわめて興味深い。
【００３４】 図７に示されるようにＲＴＰ装置中に磁場を適用することは磁気フィルムの急
速熱磁気アニーリングに使用することができる。これは明瞭に述べられた方法で
固体状態反応（例えば相転移）を調節する可能性を提供する。
速熱磁気アニーリングに使用することができる。これは明瞭に述べられた方法で
固体状態反応（例えば相転移）を調節する可能性を提供する。
【００３５】 例は、磁気記録装置用薄膜ヘッド装置の製造であり、磁気記憶媒体のビット密
度を高めるために、高い保磁力を有する材料を開発し、反対のサインで隣接する
ビットの磁気が消えることが回避され、記憶情報の良好な熱安定性を得ることが
必要である。
度を高めるために、高い保磁力を有する材料を開発し、反対のサインで隣接する
ビットの磁気が消えることが回避され、記憶情報の良好な熱安定性を得ることが
必要である。
【００３６】 このような磁気記憶材料を有する場合は、記録ヘッドの磁気材料への特別な要
求が必要である。一般に記録ヘッドに使用される材料はいわゆる軟磁性材料であ
り、小さい保磁力および残留磁気を有する。更に軟磁性材料は大きい飽和磁束密
度を有し、この理由から記憶媒体のビット情報を変化するために十分に大きい磁
場を形成するために比透磁率が十分に高くなければならない。他の要求は速い読
み書き作業を可能にするために透磁率が高い周波数で十分に高くなければならな
いことである。付加的な要求は、磁気ひずみができるだけ低く、記録ヘッド内部
で生じる不可避の機械的応力が透磁率を低下することである。
求が必要である。一般に記録ヘッドに使用される材料はいわゆる軟磁性材料であ
り、小さい保磁力および残留磁気を有する。更に軟磁性材料は大きい飽和磁束密
度を有し、この理由から記憶媒体のビット情報を変化するために十分に大きい磁
場を形成するために比透磁率が十分に高くなければならない。他の要求は速い読
み書き作業を可能にするために透磁率が高い周波数で十分に高くなければならな
いことである。付加的な要求は、磁気ひずみができるだけ低く、記録ヘッド内部
で生じる不可避の機械的応力が透磁率を低下することである。
【００３７】 １０ＭＨｚの周波数範囲で高い透磁率を得るために、小さい粒の結晶質強磁性
構造（またはナノ結晶構造）を形成することが必要である。更に一般に磁気磁区
図形の配向が磁気フィルムまたは構造の適用に依存して予め決められた方向を有
する場合が有利である。これは磁気材料の急速熱処理の処理循環中に付加的に磁
場を適用することにより達成することができる。従って成長するナノ結晶の磁気
磁区図形の配向を調節することができる。これは、例えば図６に関連して記載し
たように、調節可能な磁場をＲＴＰ装置に適用することにより行うことができる
。これを行う１つの適当な軟磁性材料は、例えばＦｅＮｂＳｉＮ合金である。こ
の合金では約３５０℃および５３０℃で２つの興味深い相転移が生じる。３５０
℃でナノ結晶Ｆｅ（ｂｃｃ構造の形で、体心立方ブラベ格子）の形成が起こり、
５３０℃でｆｃｃ（面心立方格子構造）ＮｂＮが形成される。
構造（またはナノ結晶構造）を形成することが必要である。更に一般に磁気磁区
図形の配向が磁気フィルムまたは構造の適用に依存して予め決められた方向を有
する場合が有利である。これは磁気材料の急速熱処理の処理循環中に付加的に磁
場を適用することにより達成することができる。従って成長するナノ結晶の磁気
磁区図形の配向を調節することができる。これは、例えば図６に関連して記載し
たように、調節可能な磁場をＲＴＰ装置に適用することにより行うことができる
。これを行う１つの適当な軟磁性材料は、例えばＦｅＮｂＳｉＮ合金である。こ
の合金では約３５０℃および５３０℃で２つの興味深い相転移が生じる。３５０
℃でナノ結晶Ｆｅ（ｂｃｃ構造の形で、体心立方ブラベ格子）の形成が起こり、
５３０℃でｆｃｃ（面心立方格子構造）ＮｂＮが形成される。
【００３８】 ｂｃｃＦｅの形成およびｆｃｃＮｂＮの分離の速度はアレニウスの法則の温度
に依存する。強磁性材料（この場合Ｆｅ）の小さい粒を得るために、ＲＴＰは３
５０〜５３０℃の温度を急速に高める可能性を提供する。５３０℃でＦｅ粒子の
境界に沿ってＮｂＮの分離が起こり、Ｆｅ粒子の成長が中断する。ＮｂＮの形成
速度はアレニウスの法則の温度により調節することができる。ＮｂＮの多くの分
離が生じることを防ぐために、軟磁性材料を急速に冷却することが更に重要であ
る。急速加熱および急速冷却により、ＲＴＰは大きい透磁率およびきわめて低い
磁気ひずみを有する記録ヘッド用軟磁性材料を製造する理想的な機器を提供する
。比較のために、５８５℃および２時間の処理時間の従来の炉アニーリングによ
り、前記の合金は７０００の範囲の比透磁率を有する。急速熱磁気アニーリング
により１１０００の透磁率が可能であり（例えば７００℃で３０秒）、磁気ひず
み値は従来の炉アニーリングとほぼ同じである。従ってＲＴＰは温度の急速上昇
および急速低下による磁気構造での相転移のすぐれた調節を可能にする。
に依存する。強磁性材料（この場合Ｆｅ）の小さい粒を得るために、ＲＴＰは３
５０〜５３０℃の温度を急速に高める可能性を提供する。５３０℃でＦｅ粒子の
境界に沿ってＮｂＮの分離が起こり、Ｆｅ粒子の成長が中断する。ＮｂＮの形成
速度はアレニウスの法則の温度により調節することができる。ＮｂＮの多くの分
離が生じることを防ぐために、軟磁性材料を急速に冷却することが更に重要であ
る。急速加熱および急速冷却により、ＲＴＰは大きい透磁率およびきわめて低い
磁気ひずみを有する記録ヘッド用軟磁性材料を製造する理想的な機器を提供する
。比較のために、５８５℃および２時間の処理時間の従来の炉アニーリングによ
り、前記の合金は７０００の範囲の比透磁率を有する。急速熱磁気アニーリング
により１１０００の透磁率が可能であり（例えば７００℃で３０秒）、磁気ひず
み値は従来の炉アニーリングとほぼ同じである。従ってＲＴＰは温度の急速上昇
および急速低下による磁気構造での相転移のすぐれた調節を可能にする。
【００３９】 明らかに本発明の多くの変形および変更が前記の説明により可能である。従っ
て請求の範囲内で本発明が記載された以外に実施できることが理解される。
て請求の範囲内で本発明が記載された以外に実施できることが理解される。
【図１】 本発明のＲＴＰ装置の図である。
【図２】 反応流体の流れを分配する手段の図である。
【図３】 本発明の１つの構成を示す図である。
【図４】 本発明の最も有利な構成を示す図である。
【図５】 本発明の１つの構成を示す図である。
【図６】 本発明の他の構成を示す図である。
【図７】 複数の冷却用半体管に接着した透過性プレートの図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年３月２３日（２００１．３．２３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインリッヒ ヴァルク ドイツ連邦共和国 アルメンディンゲン シュテークエッカーシュトラーセ ７ Ｆターム(参考） 4K030 AA03 AA13 BA38 CA04 EA03 FA10 KA24 KA26 LA15 5F045 AB40 AC02 AC12 AD07 AD08 AD09 BB02 DP04 EB02 EF05 EJ04 EJ06 EJ09 EK12
Claims (41)
- 【請求項１】 急速熱処理（ＲＴＰ）装置で対象物を急速熱処理する装置に
おいて、第１反応性流体を搬送し、かつ第１反応性流体を均一に対象物の表面上
に分配する第１手段を有し、第１手段はＲＴＰ装置の輻射線源から十分な量の輻
射線を伝送し、かつ 第２手段を有し、第２手段は第１反応性流体が対象物の表面上に均一に分配され
るまで第１反応性流体を冷却することを特徴とする、対象物を急速熱処理する装
置。 - 【請求項２】 第１反応性流体を搬送する第１手段が対象物の表面に近接す
る本体からなり、本体は少なくとも１個の、第１反応性流体を搬送する第１の通
路を有し、第１の通路は対象物の表面上に第１反応性流体を均一に分配する多数
の開口を有する請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 本体が複数の互いに接続する管からなる請求項２記載の装置
。 - 【請求項４】 本体が少なくとも１個の第２の通路を有し、第２の通路は本
体を冷却する冷却流体を搬送する請求項２記載の装置。 - 【請求項５】 本体が更に少なくとも１個の第３の通路を有し、第３の通路
は第２反応性流体を搬送し、かつ対象物の表面上に均一に第２反応性流体を分配
し、これにより第１反応性流体および第２反応性流体が本体と対象物の間の空間
ではじめて接触する請求項２記載の装置。 - 【請求項６】 冷却流体の流れにより本体を冷却し、冷却流体の流れが更に
ＲＴＰ装置の輻射線を冷却する請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 第１の通路および第３の通路が第１反応性流体および第２反
応性流体を分配する組み合わされた通路の装置の部分である請求項５記載の蔵置
。 - 【請求項８】 本体を冷却流体の流れにより冷却し、冷却流体の流れが更に
ＲＴＰ装置の輻射線を冷却する請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 本体を冷却流体の流れにより冷却し、冷却流体の流れが更に
ＲＴＰ装置の輻射線を冷却する請求項２記載の装置。 - 【請求項１０】 本体が複数の接触プレートからなり、少なくとも１個のプ
レート表面がもう１つのプレートと一緒に動くように形成され、流体分配用通路
を形成する請求項２記載の装置。 - 【請求項１１】 本体が石英からなる請求項２記載の装置。
- 【請求項１２】 ＲＴＰ装置が処理すべき対象物を収容し、かつ対象物を処
理するプロセスガスを含有する部屋からなり、その際本体が部屋の壁からなる請
求項２記載の装置。 - 【請求項１３】 本体が第１の種類の石英から形成され、その際部屋の他の
部分が第２の種類の石英から形成される請求項１２記載の装置。 - 【請求項１４】 対象物を急速熱処理する方法において、ＲＴＰ装置の部屋
に第１反応性流体を搬送し、第１手段を使用して第１反応性流体を均一に対象物
の表面上に分配し、ＲＴＰ装置が輻射線で対象物を照射する輻射線源を有し、か
つ対象物の表面上に第１反応性流体が分配されるまで、反応性流体を冷却する第
２手段を用いて反応性流体を冷却し、その際第１手段および第２手段が輻射線源
から十分な分量の輻射線を伝送することを特徴とする対象物を急速熱処理する方
法。 - 【請求項１５】 第１反応性流体を搬送する第１手段が対象物に近接する本
体からなり、本体が第１反応性流体を搬送する少なくとも１個の第１の通路を有
し、第１の通路が対象物の表面上に均一に第１反応性流体を分配する多数の開口
を有する請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 本体が複数の互いに接続する管からなる請求項１５記載の
方法。 - 【請求項１７】 本体が少なくとも１個の第２の通路を有し、第２の通路が
本体を冷却する冷却流体を搬送する請求項１５記載の方法。 - 【請求項１８】 本体が更に少なくとも１個の第３の通路を有し、第３の通
路が第２反応性流体を搬送し、かつ対象物の表面上に第２反応性流体を均一に分
配し、これにより第１反応性流体および第２反応性流体が本体と対象物の間の空
間ではじめて接触する請求項１５記載の方法。 - 【請求項１９】 本体を冷却流体の流れにより冷却し、冷却流体の流れが更
にＲＴＰ装置の輻射線を冷却する請求項１８記載の方法。 - 【請求項２０】 第１の通路および第３の通路が第１反応性流体および第２
反応性流体を分配する組み合わされた通路の装置の部分である請求項１８記載の
方法。 - 【請求項２１】 本体を冷却流体の流れにより冷却し、冷却流体の流れが更
にＲＴＰ装置の輻射線を冷却する請求項２０記載の方法。 - 【請求項２２】 本体を冷却流体の流れにより冷却し、冷却流体の流れが更
にＲＴＰ装置の輻射線を冷却する請求項１５記載の方法。 - 【請求項２３】 本体が複数の接触プレートからなり、少なくとも１個のプ
レート表面がもう１つのプレートと一緒に動くように形成され、流体分配用通路
を形成する請求項１５記載の方法。 - 【請求項２４】 更に対象物の表面に磁場を形成することからなる請求項１
４記載の方法。 - 【請求項２５】 部屋内で対象物を処理する部屋、部屋内で対象物を加熱す
る輻射線源、輻射線源から輻射線を伝送する部屋の壁の少なくとも一部、部屋内
で対象物を包囲するガス環境を調節するガス調節手段、輻射線源およびガス調節
手段を調節するコンピューターシステム、および少なくとも１個の反応性流体を
対象物の表面に衝突する本体からなるＲＴＰ装置であり、本体が急速熱処理（Ｒ
ＴＰ）装置の輻射線源からの輻射線に透過性であり、かつ本体が化学的反応性ガ
スをガス処理装置から本体内の多数の開口に搬送する少なくとも１個の通路を有
し、開口は対象物の表面に反応性流体を均一に衝突させ、本体は冷却流体の流れ
により冷却され、これにより冷却流体は本体を冷却し、化学的反応性流体と接触
する本体の表面で化学的反応性ガスが反応することが回避されるＲＴＰ装置。 - 【請求項２６】 対象物をＲＴＰ装置で処理する際に対象物内に磁場を形成
する磁場形成手段を更に有する請求項２５記載の装置。 - 【請求項２７】 部屋の壁の少なくとも一部が部屋内で対象物を加熱する輻
射線源からの輻射線に透過性である、対象物を収容する部屋、少なくとも１個の
流体を少なくとも１個の流体処理装置から部屋内の複数の開口に搬送する少なく
とも１個の通路手段、部屋に収容される対象物の表面に流体を均一に衝突するた
めの開口および通路手段を冷却する冷却手段からなり、これにより流体が対象物
の表面に衝突するまで流体の温度が対象物の温度より低い温度に維持される、対
象物の急速熱処理（ＲＴＰ）装置。 - 【請求項２８】 前記部屋が実質的に石英から形成されている請求項２７記
載の装置。 - 【請求項２９】 前記通路手段が石英から形成され、石英は部屋の石英と同
じ組成を有する請求項２８記載の装置。 - 【請求項３０】 前記通路手段が石英から形成され、石英は部屋の石英と異
なる組成を有する請求項２８記載の装置。 - 【請求項３１】 前記通路手段が部屋の外側表面に、透過性の壁の外側表面
に配置されている請求項２７記載の装置。 - 【請求項３２】 前記通路手段が第１の複数の管からなり、複数の管は実質
的に互いに平行であり、その際前記管の一方の端部が第１流体を搬送する第１流
体処理装置に接続され、かつ前記管の反対側の端部は閉鎖され、その際前記管の
壁内の第１の複数の開口が前記管の内部空間と前記部屋の内部空間を接続する請
求項２７記載の装置。 - 【請求項３３】 前記通路手段が更に第２の複数の管からなり、第２の複数
の管は互いにおよび第１の複数の管のそれぞれの間で実質的に平行であり、その
際第２の複数の管の一方の端部は第２流体を搬送する第２流体処理装置に接続さ
れ、第２の複数の管の反対側の端部は閉鎖され、第２の複数の管の壁内の第２の
複数の開口が第２の複数の管の内部空間と部屋の内部空間を接続する請求項３２
記載の装置。 - 【請求項３４】 第１流体および第２流体が対象物の表面の近くではじめて
互いに合流し、互いに混合するように第１の複数の開口および第２の複数の開口
が配置されている請求項３３記載の装置。 - 【請求項３５】 前記第１流体および第２流体の少なくとも１つが化学的に
反応性のガスであり、このガスは加熱した対象物の表面で反応し、冷却手段が化
学的に反応性のガスと接触する部屋および通路手段の表面で化学的に反応性のガ
スが反応することを阻止する請求項３４記載の装置。 - 【請求項３６】 第１流体および第２流体が異なる化学的反応性ガスである
請求項３５記載の装置。 - 【請求項３７】 冷却手段が付加的に開口のない通路手段を有する請求項２
７記載の装置。 - 【請求項３８】 急速熱処理（ＲＴＰ）装置で物体を急速熱処理する装置に
おいて、ＲＴＰ装置の輻射線源と対象物の間に介在する透過性の本体を有し、本
体が輻射線源からの可視光線および近赤外線に透過性であり、本体が本体を冷却
する冷却流体を搬送する内部の通路を有することを特徴とする、ＲＴＰ装置で対
象物を急速熱処理する装置。 - 【請求項３９】 冷却流体が輻射線源からの可視光線および近赤外線に実質
的に透過性である請求項３８記載の装置。 - 【請求項４０】 冷却流体が輻射線源および対象物からの長波長輻射線に実
質的に不透過性である、請求項３８記載の装置。 - 【請求項４１】 処理サイクル中に冷却流体を変化する交換手段を付加的に
有する請求項３８記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US24513999A | 1999-02-04 | 1999-02-04 | |
| US09/245,139 | 1999-02-04 | ||
| PCT/EP2000/000379 WO2000046840A1 (en) | 1999-02-04 | 2000-01-19 | Cooled showerhead for rapid thermal processing (rtp) system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002536829A true JP2002536829A (ja) | 2002-10-29 |
Family
ID=22925445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000597828A Withdrawn JP2002536829A (ja) | 1999-02-04 | 2000-01-19 | 急速熱処理（ｒｔｐ）装置のための冷却シャワーヘッド |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1155437B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002536829A (ja) |
| KR (1) | KR100697468B1 (ja) |
| DE (1) | DE60039969D1 (ja) |
| TW (1) | TW505542B (ja) |
| WO (1) | WO2000046840A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| KR101783819B1 (ko) * | 2010-07-27 | 2017-10-10 | 텔 쏠라 아게 | 가열 장치 및 기판 가열 방법 |
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| DE102008012333B4 (de) | 2008-03-03 | 2014-10-30 | Mattson Thermal Products Gmbh | Vorrichtung zum thermischen Behandeln von scheibenförmigen Substraten |
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-
2000
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