JP2511288B2 - 半導体装置の熱処理方法 - Google Patents
半導体装置の熱処理方法Info
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- JP2511288B2 JP2511288B2 JP5838288A JP5838288A JP2511288B2 JP 2511288 B2 JP2511288 B2 JP 2511288B2 JP 5838288 A JP5838288 A JP 5838288A JP 5838288 A JP5838288 A JP 5838288A JP 2511288 B2 JP2511288 B2 JP 2511288B2
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- temperature
- heat
- heating
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本来の熱処理を行う前に、熱処理対象物と同等の熱特
性を有するダミーの加熱対象物を用いて同様な熱処理を
行い、温度プロファイルが安定なことを確認して、本来
の対象物を処理する熱処理方法に関し、 各熱処理サイクルにおいて熱履歴を同一にすることが
でき、安定した熱処理を行うことができる熱処理方法を
提供することを目的とし、 熱処理チャンバーの温度を制御する加熱制御手段と、
前記熱処理チャンバー内の加熱対象物の熱処理サイクル
を制御する搬送制御手段と、各熱処理サイクル中におけ
る前記加熱対象物の温度を検出する温度検出手段と、前
記温度検出手段により所定回数目の熱処理サイクルで検
出した温度と、その前の熱処理サイクルで検出した対応
する温度との差が一定値以下であるか判別する判別手段
とを備え、最初に、本来の加熱対象物と同等な熱特性を
有するダミー加熱対象物を用いて熱処理を繰返し、前記
判別手段により一定値以下を判別したとき、本来の加熱
対象物である半導体装置を熱処理する半導体装置の熱処
理方法を含み構成する。
性を有するダミーの加熱対象物を用いて同様な熱処理を
行い、温度プロファイルが安定なことを確認して、本来
の対象物を処理する熱処理方法に関し、 各熱処理サイクルにおいて熱履歴を同一にすることが
でき、安定した熱処理を行うことができる熱処理方法を
提供することを目的とし、 熱処理チャンバーの温度を制御する加熱制御手段と、
前記熱処理チャンバー内の加熱対象物の熱処理サイクル
を制御する搬送制御手段と、各熱処理サイクル中におけ
る前記加熱対象物の温度を検出する温度検出手段と、前
記温度検出手段により所定回数目の熱処理サイクルで検
出した温度と、その前の熱処理サイクルで検出した対応
する温度との差が一定値以下であるか判別する判別手段
とを備え、最初に、本来の加熱対象物と同等な熱特性を
有するダミー加熱対象物を用いて熱処理を繰返し、前記
判別手段により一定値以下を判別したとき、本来の加熱
対象物である半導体装置を熱処理する半導体装置の熱処
理方法を含み構成する。
本発明は、本来の熱処理を行う前に、熱処理対象物と
同等の熱特性を有するダミーの加熱対象物を用いて同様
な熱処理を行い、温度プロファイルが安定なことを確認
して、本来の対象物を処理する熱処理方法に関する。
同等の熱特性を有するダミーの加熱対象物を用いて同様
な熱処理を行い、温度プロファイルが安定なことを確認
して、本来の対象物を処理する熱処理方法に関する。
従来、半導体装置製造プロセスにおいて、酸化膜形
成、不純物の熱拡散等のために各種熱処理が行われてい
る。このような熱処理を行う装置においては、加熱対象
物であるウエハは、例えば支持台上に載せられ、一定温
度に制御された熱処理チャンバーに搬入され、数分ある
いは比較的長い数時間にわたって処理さるものである。
成、不純物の熱拡散等のために各種熱処理が行われてい
る。このような熱処理を行う装置においては、加熱対象
物であるウエハは、例えば支持台上に載せられ、一定温
度に制御された熱処理チャンバーに搬入され、数分ある
いは比較的長い数時間にわたって処理さるものである。
ところで、近年、半導体装置の高性能化により、例え
ばバイポーラトランジスタ、MOS型トランジスタ等にお
いても、接合の深さが浅くなってきており、熱処理を短
時間で行い、熱拡散を所定の範囲に抑える必要がある。
このような熱処理は数秒程度の短時間で行われ、枚葉式
処理の熱処理装置等においては、各熱処理サイクルにお
いて熱履歴が同一になるよう処理される。
ばバイポーラトランジスタ、MOS型トランジスタ等にお
いても、接合の深さが浅くなってきており、熱処理を短
時間で行い、熱拡散を所定の範囲に抑える必要がある。
このような熱処理は数秒程度の短時間で行われ、枚葉式
処理の熱処理装置等においては、各熱処理サイクルにお
いて熱履歴が同一になるよう処理される。
しかし、従来の熱処理装置では、熱処理チャンバー内
において加熱対象物と支持台等とを共に加熱しているた
め、支持台等の温度が加熱回数によって異なり、その結
果、最初の熱処理サイクルと後の熱処理サイクルでは熱
履歴が異なっていた。このようにして熱処理履歴が同一
にならないために、半導体特性等にバラツキが生じる問
題点があった。例えば、第４図は熱処理サイクル回数に
対するトランジスタの電流増幅率（hFE）のバラツキを
示す図で横軸に陸奥処理サイクル回数、縦軸に電流増幅
率か（hFE）のバラツキをパーセントでとる。同図に示
す如く、熱処理サイクル回数が増加するにしたがい、電
流増幅率のバラツキは徐々に減少し、所定の熱処理サイ
クル回数（N0）以降では一定の値になることを示してい
る。すなわち、熱処理サイクル回数が少ないときに電流
増幅率のバラツキが大きくなる。なお、上記熱処理サイ
クル回数（N0）は、支持台、温度設定条件等で異なるも
のである。
において加熱対象物と支持台等とを共に加熱しているた
め、支持台等の温度が加熱回数によって異なり、その結
果、最初の熱処理サイクルと後の熱処理サイクルでは熱
履歴が異なっていた。このようにして熱処理履歴が同一
にならないために、半導体特性等にバラツキが生じる問
題点があった。例えば、第４図は熱処理サイクル回数に
対するトランジスタの電流増幅率（hFE）のバラツキを
示す図で横軸に陸奥処理サイクル回数、縦軸に電流増幅
率か（hFE）のバラツキをパーセントでとる。同図に示
す如く、熱処理サイクル回数が増加するにしたがい、電
流増幅率のバラツキは徐々に減少し、所定の熱処理サイ
クル回数（N0）以降では一定の値になることを示してい
る。すなわち、熱処理サイクル回数が少ないときに電流
増幅率のバラツキが大きくなる。なお、上記熱処理サイ
クル回数（N0）は、支持台、温度設定条件等で異なるも
のである。
そこで本発明は、各熱処理サイクルにおいて熱履歴を
同一にすることができ、安定した熱処理を行うことがで
きる熱処理方法を提供することを目的とする。
同一にすることができ、安定した熱処理を行うことがで
きる熱処理方法を提供することを目的とする。
上記課題は、熱処理チャンバーの温度を制御する加熱
制御手段と、前記熱処理チャンバー内の加熱対象物の熱
処理サイクルを制御する搬送制御手段と各熱処理サイク
ル中における前記加熱対象物の温度を検出する温度検出
手段と、前記温度検出手段により所定回数目の熱処理サ
イクルで検出した温度と、その前の熱処理サイクルで検
出した対応する温度との差が一定値以下であるか判別す
る判別手段とを備えた熱処理装置を使用し、最初に、本
来の加熱対象物と同等の熱特性を有するダミー加熱対象
物を用いて熱処理を繰返し、前記判別手段により一定値
以下を判別したとき、本来の加熱対象物である半導体装
置を熱処理することを特徴とする半導体装置の熱処理方
法によって解決される。
制御手段と、前記熱処理チャンバー内の加熱対象物の熱
処理サイクルを制御する搬送制御手段と各熱処理サイク
ル中における前記加熱対象物の温度を検出する温度検出
手段と、前記温度検出手段により所定回数目の熱処理サ
イクルで検出した温度と、その前の熱処理サイクルで検
出した対応する温度との差が一定値以下であるか判別す
る判別手段とを備えた熱処理装置を使用し、最初に、本
来の加熱対象物と同等の熱特性を有するダミー加熱対象
物を用いて熱処理を繰返し、前記判別手段により一定値
以下を判別したとき、本来の加熱対象物である半導体装
置を熱処理することを特徴とする半導体装置の熱処理方
法によって解決される。
即ち、本発明はまず最初にダミー加熱対象物を用いて
熱処理を行い、温度検出手段により熱処理サイクル中に
おける加熱対象物の温度を検出する。そして、判別手段
により所定回数目の熱処理サイクルで検出した温度と、
その前の熱処理サイクルで検出した対応する温度との差
が一定値以下であるか判別する。熱処理サイクルを繰り
返すことにより、温度プロファイルが一定になり、熱処
理サイクル間の熱履歴の変化が少なくなる。従って、そ
の温度差が一定値以下を判別したとき、本来の加熱対象
物を用いることにより安定した熱履歴の処理ができる。
熱処理を行い、温度検出手段により熱処理サイクル中に
おける加熱対象物の温度を検出する。そして、判別手段
により所定回数目の熱処理サイクルで検出した温度と、
その前の熱処理サイクルで検出した対応する温度との差
が一定値以下であるか判別する。熱処理サイクルを繰り
返すことにより、温度プロファイルが一定になり、熱処
理サイクル間の熱履歴の変化が少なくなる。従って、そ
の温度差が一定値以下を判別したとき、本来の加熱対象
物を用いることにより安定した熱履歴の処理ができる。
以下、本発明を図示の実施例により具体的に説明す
る。第１図は、本発明の熱処理方法の原理説明図で、同
図において、熱処理を施す加熱対象物11は、搬送装置12
上に乗せられ、熱処理チャンバー13内に搬送される。加
熱対象物は所定の熱処理後に熱処理チャンバー13内から
搬送装置12により取り出され、次の加熱対象物11の熱処
理が行われる。熱処理チャンバー13は、加熱制御手段14
により所定の設定温度に制御される。搬送装置12は、搬
送制御手段15により加熱対象物11の搬送が行われ、熱処
理サイクルが制御される。加熱対象物11は、温度検出手
段16により熱処理サイクル中における温度がサンプリン
グされ、温度プロファイルが検出される。温度検出手段
16により検出された温度プロファイルは、判別手段17に
より各熱処理サイクル間の温度プロファイルの差が所定
の一定値以下であるか否かが判別される。
る。第１図は、本発明の熱処理方法の原理説明図で、同
図において、熱処理を施す加熱対象物11は、搬送装置12
上に乗せられ、熱処理チャンバー13内に搬送される。加
熱対象物は所定の熱処理後に熱処理チャンバー13内から
搬送装置12により取り出され、次の加熱対象物11の熱処
理が行われる。熱処理チャンバー13は、加熱制御手段14
により所定の設定温度に制御される。搬送装置12は、搬
送制御手段15により加熱対象物11の搬送が行われ、熱処
理サイクルが制御される。加熱対象物11は、温度検出手
段16により熱処理サイクル中における温度がサンプリン
グされ、温度プロファイルが検出される。温度検出手段
16により検出された温度プロファイルは、判別手段17に
より各熱処理サイクル間の温度プロファイルの差が所定
の一定値以下であるか否かが判別される。
上記熱処理方法では、熱処理を行うとき、まず本来の
加熱対象物11と同等な熱特性を有するダミー加熱対象物
11を用いる。そして、判別手段17により各熱処理サイク
ル間の温度プロファイルの差が所定の一定値以下である
か判別されたとき、本来の加熱対象物11を用いる。これ
により、温度プロファイルが安定した状態における熱処
理が行われる。
加熱対象物11と同等な熱特性を有するダミー加熱対象物
11を用いる。そして、判別手段17により各熱処理サイク
ル間の温度プロファイルの差が所定の一定値以下である
か判別されたとき、本来の加熱対象物11を用いる。これ
により、温度プロファイルが安定した状態における熱処
理が行われる。
第２図は、上記原理による具体的な熱処理方法の構成
説明図である。同図において、加熱対象物であるシリコ
ンウエハ21は、ボートローダ22に設けられたウエハ支持
台23上に載せられ、熱処理チャンバーである石英管24内
に搬送される。石英管24には、ヒータ25が設けられてお
り、電力制御装置26によりヒータ25に供給する電力が制
御される。また、石英管24は熱電対等による温度検出部
27で温度が検出され、その温度が制御装置（MPU:マイク
ロプロセッサーユニット）28に与えられる。電力制御装
置26は、制御装置28により所定の設定温度になるよう制
御される。ボートローダ22は、制御装置28からの指令に
よりボートローダ制御装置29で搬送の制御が行われる。
これにより、所定の熱処理に応じた熱処理サイクルが制
御される。ウエハ支持台23には、熱電対等が設けられて
おり、熱処理サイクル中における温度が温度検出部30で
検出される。温度検出部30の検出温度は制御装置28に取
り込まれ、記憶装置31に記憶される。すなわち、記憶装
置31には、各熱処理サイクルにおける温度プロファイル
が記憶される。また、シリコンウエハ21は、制御装置28
の制御のもとにウエハ移し換え装置32により、各熱処理
サイクル毎に移し換えが行われる。制御装置28は、記憶
装置31に記憶された所定回数目の熱処理サイクルで検出
した温度と、その前の熱処理サイクルで検出した対応す
る温度との差が一定値以下であるか否かを判別するとと
もに、電力制御装置26、温度検出部27,30、ボートロー
ダ制御装置29、ウエハ移し換え装置32の各部を制御す
る。
説明図である。同図において、加熱対象物であるシリコ
ンウエハ21は、ボートローダ22に設けられたウエハ支持
台23上に載せられ、熱処理チャンバーである石英管24内
に搬送される。石英管24には、ヒータ25が設けられてお
り、電力制御装置26によりヒータ25に供給する電力が制
御される。また、石英管24は熱電対等による温度検出部
27で温度が検出され、その温度が制御装置（MPU:マイク
ロプロセッサーユニット）28に与えられる。電力制御装
置26は、制御装置28により所定の設定温度になるよう制
御される。ボートローダ22は、制御装置28からの指令に
よりボートローダ制御装置29で搬送の制御が行われる。
これにより、所定の熱処理に応じた熱処理サイクルが制
御される。ウエハ支持台23には、熱電対等が設けられて
おり、熱処理サイクル中における温度が温度検出部30で
検出される。温度検出部30の検出温度は制御装置28に取
り込まれ、記憶装置31に記憶される。すなわち、記憶装
置31には、各熱処理サイクルにおける温度プロファイル
が記憶される。また、シリコンウエハ21は、制御装置28
の制御のもとにウエハ移し換え装置32により、各熱処理
サイクル毎に移し換えが行われる。制御装置28は、記憶
装置31に記憶された所定回数目の熱処理サイクルで検出
した温度と、その前の熱処理サイクルで検出した対応す
る温度との差が一定値以下であるか否かを判別するとと
もに、電力制御装置26、温度検出部27,30、ボートロー
ダ制御装置29、ウエハ移し換え装置32の各部を制御す
る。
上記構成の熱処理方法では、まず、ボートローダ22の
ウエハ支持台23上に、本来のシリコンウエハ21と同等の
熱特性を有するダミーシリコンウエハ21を載せ、石英管
24内に搬入して熱処理を開始する。そして、温度検出部
30によりダミーシリコンウエハ21の温度を検出し、この
温度を制御装置28で取り込み、その熱処理サイクル中の
サンプリング温度を記憶装置31に記憶する。この処理を
各熱サイクル毎に繰り返す。そして、制御装置28は、所
定回数目の熱処理サイクルの温度とその前の熱処理サイ
クルの対応するサンプリング温度を比較して、その差が
例えば、0.2℃以内であると判断し、また予め決められ
た設定温度以内（例えば、最高温度が得られると思われ
る温度として900.0±0.5℃）であると判断したとき、ウ
エハ移し換え装置32に、ダミーシリコンウエハ21を外
し、本来の熱処理対象のシリコンウエハ21に移し換える
指示を出す。このような熱処理により温度プロファイル
が一定になり、ウエハ移し換え後の熱処理サイクル間の
熱履歴の変化が少なくなる。従って、安定した熱履歴の
処理ができる。
ウエハ支持台23上に、本来のシリコンウエハ21と同等の
熱特性を有するダミーシリコンウエハ21を載せ、石英管
24内に搬入して熱処理を開始する。そして、温度検出部
30によりダミーシリコンウエハ21の温度を検出し、この
温度を制御装置28で取り込み、その熱処理サイクル中の
サンプリング温度を記憶装置31に記憶する。この処理を
各熱サイクル毎に繰り返す。そして、制御装置28は、所
定回数目の熱処理サイクルの温度とその前の熱処理サイ
クルの対応するサンプリング温度を比較して、その差が
例えば、0.2℃以内であると判断し、また予め決められ
た設定温度以内（例えば、最高温度が得られると思われ
る温度として900.0±0.5℃）であると判断したとき、ウ
エハ移し換え装置32に、ダミーシリコンウエハ21を外
し、本来の熱処理対象のシリコンウエハ21に移し換える
指示を出す。このような熱処理により温度プロファイル
が一定になり、ウエハ移し換え後の熱処理サイクル間の
熱履歴の変化が少なくなる。従って、安定した熱履歴の
処理ができる。
第３図は上記熱処理方法による１熱処理サイクル中の
温度プロファイルを示す図である。同図に示す如く、１
熱処理サイクル中のサンプリング時間（t1，t2，t3，…
tm）の増加とともにサンプリング温度は、徐々に増加し
て設定温度900.0±0.5℃に達する温度プロファイルを描
く。第Ｎ回目の温度プロファイル（実線で示す）と第
（Ｎ−１）回目の温度プロファイル（点線で示す）と
は、第１回目温度プロファイル（２点鎖線で示す）より
温度差が小さくなり、熱履歴が安定していることを示し
ている。
温度プロファイルを示す図である。同図に示す如く、１
熱処理サイクル中のサンプリング時間（t1，t2，t3，…
tm）の増加とともにサンプリング温度は、徐々に増加し
て設定温度900.0±0.5℃に達する温度プロファイルを描
く。第Ｎ回目の温度プロファイル（実線で示す）と第
（Ｎ−１）回目の温度プロファイル（点線で示す）と
は、第１回目温度プロファイル（２点鎖線で示す）より
温度差が小さくなり、熱履歴が安定していることを示し
ている。
なお、本発明では適用する温度プロファイル及び判定
するサンプリング温度の差は、熱処理の対象等により任
意にでき実施例に限定されない。
するサンプリング温度の差は、熱処理の対象等により任
意にでき実施例に限定されない。
加えて、加熱対象物の濃度検出は、実際の加熱対象物
の温度を測定する必要はなく、加熱対象物の温度に対応
する物理量、例えばヒータの電力量、であれば良い。
の温度を測定する必要はなく、加熱対象物の温度に対応
する物理量、例えばヒータの電力量、であれば良い。
また、熱処理チャンバー13は、シリコンウエハ11等の
加熱対象物を熱処理するものであればよく例えば、酸化
装置、各種膜（酸化シリコン膜、窒化膜、リンガラス膜
等）成長装置、エッチング装置、拡散装置等であっても
よい。
加熱対象物を熱処理するものであればよく例えば、酸化
装置、各種膜（酸化シリコン膜、窒化膜、リンガラス膜
等）成長装置、エッチング装置、拡散装置等であっても
よい。
さらに、ダミーとなる加熱対象物は、本来の加熱対象
物と同等の温度特性を持つもの例えば熱容量等が同じも
のであればよい。
物と同等の温度特性を持つもの例えば熱容量等が同じも
のであればよい。
以上のように、本発明によれば、本来の熱処理を行う
前に、熱処理対象物と同等の熱特性を有するダミーの加
熱対象物を用いて同様な熱処理を行い、温度プロファイ
ルが安定なことを確認して、本来の加熱対象物を処理す
るようにしているため、熱履歴を同一にすることがで
き、安定した熱処理を行うことができ、半導体装置等の
諸特性の変動を減少できる。
前に、熱処理対象物と同等の熱特性を有するダミーの加
熱対象物を用いて同様な熱処理を行い、温度プロファイ
ルが安定なことを確認して、本来の加熱対象物を処理す
るようにしているため、熱履歴を同一にすることがで
き、安定した熱処理を行うことができ、半導体装置等の
諸特性の変動を減少できる。
第１図は本発明の熱処理方法の原理説明図、 第２図は本発明実施例の熱処理方法の構成説明図、 第３図は本発明実施例の１熱処理サイクル中の温度プロ
ファイルを示す図、 第４図は熱処理サイクル回数に対する電流増幅率のバラ
ツキを示す図である。 図において、11は加熱対象物、12は搬送装置、13は熱処
理チャンバー、14は加熱制御手段、15は搬送制御手段、
16は温度検出手段、17は判別手段17、を示す。
ファイルを示す図、 第４図は熱処理サイクル回数に対する電流増幅率のバラ
ツキを示す図である。 図において、11は加熱対象物、12は搬送装置、13は熱処
理チャンバー、14は加熱制御手段、15は搬送制御手段、
16は温度検出手段、17は判別手段17、を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】熱処理チャンバー（13）の温度を制御する
加熱制御手段（14）と、 前記熱処理チャンバー（13）内の加熱対象物（11）の熱
処理サイクルを制御する搬送制御手段（15）と、 各熱処理サイクル中における前記加熱対象物（11）の温
度を検出する温度検出手段（16）と、 前記温度検出手段（16）により所定回数目の熱処理サイ
クルで検出した温度と、その前の熱処理サイクルで検出
した対応する温度との差が一定値以下であるか判別する
判別手段（17）とを備えた熱処理装置を使用し、 最初に、本来の加熱対象物（11）と同等な熱特性を有す
るダミー加熱対象物（11）を用いて熱処理を繰返し、前
記判別手段（17）により一定値以下を判別したとき、本
来の加熱対象物（11）である半導体装置を熱処理するこ
とを特徴とする半導体装置の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5838288A JP2511288B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | 半導体装置の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5838288A JP2511288B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | 半導体装置の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01236616A JPH01236616A (ja) | 1989-09-21 |
| JP2511288B2 true JP2511288B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=13082780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5838288A Expired - Lifetime JP2511288B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | 半導体装置の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511288B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2648770B2 (ja) * | 1991-12-17 | 1997-09-03 | 新日本製鐵株式会社 | 線材コイル梱包用シート折込装置 |
| JP5128080B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2013-01-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置の制御装置およびその制御方法 |
| JP5036274B2 (ja) | 2006-10-30 | 2012-09-26 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理装置および熱処理方法 |
| JP7288745B2 (ja) | 2018-09-13 | 2023-06-08 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理方法および熱処理装置 |
| JP7199888B2 (ja) | 2018-09-20 | 2023-01-06 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理方法および熱処理装置 |
| JP7080145B2 (ja) | 2018-09-20 | 2022-06-03 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理方法および熱処理装置 |
-
1988
- 1988-03-14 JP JP5838288A patent/JP2511288B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01236616A (ja) | 1989-09-21 |
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