JP2017045983A - 熱処理方法および熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明に係る熱処理装置1の構成を示す縦断面図である。本実施形態の熱処理装置1は、基板として円板形状の半導体ウェハーWに対してフラッシュ光照射を行うことによってその半導体ウェハーWを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーWのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ300mmやφ450mmである。熱処理装置1に搬入される前の半導体ウェハーWにはニッケル等の金属膜が成膜されており、熱処理装置1による加熱処理によってその金属とシリコンとの化合物であるシリサイドが形成されて成長する。なお、図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態の熱処理装置1の構成は第1実施形態と全く同じである。また、第2実施形態の熱処理装置1における半導体ウェハーWの処理手順も第1実施形態と概ね同様である。第2実施形態が第1実施形態と相違するのは、チャンバー6内を一旦減圧した後に復圧するときの圧力である。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態の熱処理装置1の構成は第1実施形態と全く同じである。また、第3実施形態の熱処理装置1における半導体ウェハーWの処理手順も第1実施形態と概ね同様である。第3実施形態が第1実施形態と相違するのは、チャンバー6内における圧力変化である。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態の熱処理装置1の構成は第1実施形態と全く同じである。また、第4実施形態の熱処理装置1における半導体ウェハーWの処理手順も第1実施形態と概ね同様である。第4実施形態が第1実施形態と相違するのは、チャンバー6内における圧力変化である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態においては、チャンバー6内を減圧するときの到達圧力である気圧P1を約100Paとしていたが、これに限定されるものではなく、適宜の値とすることができる。チャンバー6内の到達酸素濃度を10分の1程度にまで下げるためには、チャンバー6内を減圧するときの到達圧力である気圧P1を大気圧の約10分の1(約10000Pa)とすれば足りる。気圧P1をより低圧にすれば(つまり、より高真空にまで減圧すれば)、復圧後にチャンバー6内に残留している酸素濃度をより低くすることができるものの、気圧P1に到達するまでの減圧時間が長くなる。このため、シリサイド形成の熱処理を実行する際に必要な酸素濃度とスループットのバランスより気圧P1を設定するのが好ましい。
3 制御部
4 ハロゲン加熱部
5 フラッシュ加熱部
6 チャンバー
7 保持部
10 移載機構
61 チャンバー側部
63 上側チャンバー窓
64 下側チャンバー窓
65 熱処理空間
74 サセプター
85 ガス供給源
90,196 流量調整バルブ
101 基材
102 シリコン酸化膜
103 高誘電率膜
105 ゲート電極
108 金属膜
190 排気部
191 排気ポンプ
192,193,194 排気バルブ
197,198,199 バイパスライン
FL フラッシュランプ
HL ハロゲンランプ
W 半導体ウェハー
Claims (17)
- 基板にフラッシュ光を照射してシリサイドまたはゲルマナイドを形成する熱処理方法であって、
金属膜を成膜した基板をチャンバー内に搬入する搬入工程と、
前記チャンバー内を大気圧よりも低い第1の圧力に減圧する減圧工程と、
前記チャンバー内を第1の圧力から第1の圧力よりも高い第2の圧力に復圧する復圧工程と、
前記チャンバー内を第2の圧力に維持しつつ、前記基板の表面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射する照射工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1記載の熱処理方法において、
第2の圧力は、第1の圧力よりも高く大気圧よりも低いことを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1記載の熱処理方法において、
第2の圧力は大気圧であることを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1記載の熱処理方法において、
第2の圧力は大気圧よりも高いことを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記減圧工程では、前記チャンバーからの排気流量を時間とともに増加させることを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記復圧工程では、前記チャンバーへの給気流量を時間とともに増加させることを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記照射工程の後、前記チャンバー内を大気圧として50リットル/分以上100リットル/分以下の流量にて不活性ガスを前記チャンバー内に流すことを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記搬入工程では、前記チャンバーの搬送開口部を開放しつつ、前記チャンバー内に不活性ガスを供給することを特徴とする熱処理方法。 - 基板にフラッシュ光を照射してシリサイドまたはゲルマナイドを形成する熱処理方法であって、
金属膜を成膜した基板をチャンバー内に搬入する搬入工程と、
前記チャンバー内を大気圧よりも低い第1の圧力に減圧する減圧工程と、
前記チャンバー内を第1の圧力に維持しつつ、前記基板の表面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射する照射工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。 - 基板にフラッシュ光を照射してシリサイドまたはゲルマナイドを形成する熱処理装置であって、
金属膜を成膜した基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバーに収容された前記基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気部と、
前記チャンバーに所定の処理ガスを供給するガス供給部と、
前記チャンバー内を大気圧よりも低い第1の圧力に減圧した後に、第1の圧力よりも高い第2の圧力に復圧した状態で前記基板の表面に前記フラッシュランプからフラッシュ光が照射されるように前記排気部および前記ガス供給部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 - 請求項10記載の熱処理装置において、
第2の圧力は、第1の圧力よりも高く大気圧よりも低いことを特徴とする熱処理装置。 - 請求項10記載の熱処理装置において、
第2の圧力は大気圧であることを特徴とする熱処理装置。 - 請求項10記載の熱処理装置において、
第2の圧力は大気圧よりも高いことを特徴とする熱処理装置。 - 請求項10から請求項13のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記制御部は、前記チャンバー内を第1の圧力に減圧するときに、前記チャンバーからの排気流量が時間とともに増加するように前記排気部を制御することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項10から請求項14のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記制御部は、前記チャンバー内を第1の圧力から第2の圧力に復圧するときに、前記チャンバーへの給気流量が時間とともに増加するように前記ガス供給部を制御することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項10から請求項15のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記制御部は、前記フラッシュ光の照射後、前記チャンバー内を大気圧として50リットル/分以上100リットル/分以下の流量にて不活性ガスを前記チャンバー内に流すように前記排気部および前記ガス供給部を制御することを特徴とする熱処理装置。 - 基板にフラッシュ光を照射してシリサイドまたはゲルマナイドを形成する熱処理装置であって、
金属膜を成膜した基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバーに収容された前記基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気部と、
前記チャンバーに所定の処理ガスを供給するガス供給部と、
前記チャンバー内を大気圧よりも低い第1の圧力に減圧した後に、第1の圧力に維持しつつ前記基板の表面に前記フラッシュランプからフラッシュ光が照射されるように前記排気部および前記ガス供給部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
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