JP2530158B2 - 透明基板の選択的加熱方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、透明基板上に形成された薄膜の加熱方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来から行なわれている拡散炉による基板加熱法に加
えて、赤外線ランプを利用した瞬間加熱法が半導体産業
分野で広く採用されている。しかし前述の技術は、基板
全体を加熱するもので、基板を選択的に加熱するもので
はない。基板を選択的に加熱する方法として次のような
方式が考案されている。

第２図は、従来の選択的基板加熱の方法を図示したも
のである。１は、タングステンフィラメントからなる赤
外線源であり、反射板２より平行光線３がつくられる。
４は加熱する基板であり、５は平行光線を選択的に透過
させるマスクである。したがって、マスクの斜線部の遮
光部分を除いて、基板４は加熱されるため選択的基板加
熱が可能となるわけである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述の従来方式では、基板４が不透明で光吸
収が大きな材料では効果があるが、透明基板では、もと
もと光吸収が少ないため基板を所定の温度まで加熱する
ことは困難である。したがって、透明基板上に形成した
薄膜を加熱する場合、薄膜の膜厚が薄いと薄膜の光吸収
が少ない上に得られた熱が透明基板側に放出されて、薄
膜自体を所定温度に十分加熱できないという問題点を有
する。

そこで本発明は、このような問題点を解決するもの
で、その目的とする所は、透明基板上に形成された十分
薄い薄膜でも所定の温度に選択的に加熱する方法を提供
するところにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の透明基板の選択的加熱方法は、第一の透明基
板上に形成された薄膜パターンに光エネルギーを照射し
て加熱を必要とする第一の薄膜パターンのみを選択的に
加熱する方法において、前記光エネルギーを吸収して熱
放射する第二の薄膜パターンを有する第二の透明基板を
前記第一の薄膜パターンと前記第二の薄膜パターンとが
互いに密着あるいは近接対向するよう配置し、前記光エ
ネルギーを照射して前記第二の薄膜パターンを加熱する
と共に前記第二の薄膜パターンからの熱放射により前記
第一の薄膜パターンを加熱することを特徴とする。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、光源から放出された光
エネルギーは、透明基板上に形成された第一の薄膜と、
前記第一の薄膜と密着あるいは近接する別の透明基板の
第二の薄膜を同時に加熱するため、第一の薄膜は、第二
の薄膜から放出される熱によっても加熱されることにな
る。

そのためには、第二の薄膜が十分光エネルギーを吸収
して放熱すると共に、透明基板に熱を奪われないことが
必要であり、第二の薄膜は、不透明で十分厚くする必要
がある。

〔実施例〕

第１図は、本発明の実施例を示す構成図である。透明
基板６上に、第一の薄膜パターンが形成されており、７
は、加熱を必要とする第一の薄膜パターンであり、８
は、加熱を必要としない第一の薄膜パターンである。こ
こで加熱を必要とする第一の薄膜パターン７と加熱を必
要としない第一の薄膜パターン８は必ずしも同一の材料
である必要はない。次に、第一の薄膜パターンのうちで
加熱を必要とする第一の薄膜パターン７とほぼ同形の第
二の薄膜パターン９を有する透明基板10を第一の薄膜パ
ターンを有する透明基板６に対向して配置する。次に、
赤外線11を透明基板の上側あるいは、下側から照射して
加熱する。

具体的には、透明基板６、10として石英基板第一の薄
膜として多結晶シリコン薄膜1000Å、第二の薄膜として
多結晶シリコン薄膜5000Å、赤外線11として、透明石英
管内にコイル状のタングステンフィラメントを封じ込ん
だ棒状ランプによる光源を用いて数秒の照射を行なった
ところ、加熱を必要とする第一の薄膜パターン７が1100
°Ｃ、加熱を必要としない第一の薄膜パターン８が500
°Ｃに加熱された。

第１図では、対向する透明基板６、10は１ミクロンメ
ートル前後で近接しているが、接触してもかまわない。
また、第二の薄膜としては、多結晶シリコン薄膜のほか
に、炭化シリコン薄膜や高融点金属薄膜も使用できる。

第二の薄膜は、十分光吸収が行なわれて透明基板10へ
の放熱により降温しないように厚く形成する必要があ
り、材料にもよるが、5000Å以上が望ましい。

以上のような、熱処理を酸素雰囲気で行なえば第一の
薄膜の酸化膜を形成することができる。

また、第一の薄膜を、酸化シリコン薄膜等の絶縁膜で
被覆して、熱処理を行なっても同じ効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、次のような効果を
有する。

1.高温処理をさけるような、ガリウムヒ素化合物や、非
晶質シリコン薄膜等を用いた半導体デバイスと高温熱処
理を伴なうデバイスを工程順番の制約を受けずに同一の
透明基板上に形成できる。

2.大面積基板において、基板の熱処理によるそり変形や
伸縮変形を小さくできる。

3.熱処理したい薄膜について、融点近傍まで高温加熱が
可能となるため、薄膜の結晶性を改善することができ
る。

4.対向する透明基板は一枚あれば、マスクのように使用
することで、選択加熱が容易にできる。

5.赤外線ランプを使えば、瞬間加熱でスループットが高
まるほか、大型化が容易である。

6.選択的酸化が可能であり、素子分離をすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の選択的加熱方法を示す構成図であ
る。第２図は、従来の選択的加熱方法を示す構成図であ
る。 １……赤外線源 ２……反射板 ３……平行光線 ４……基板 ５……マスク ６……透明基板 ７……加熱を必要とする第一の薄膜パターン ８……加熱を必要としない第一の薄膜パターン ９……第二の薄膜パターン 10……（対向）透明基板 11……赤外線

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の透明基板上に形成された薄膜パター
   ンに光エネルギーを照射して加熱を必要とする第１の薄
   膜パターンのみを選択的に加熱する方法において、 前記光エネルギーを吸収して熱放射する第２の薄膜パタ
   ーンを有する第２の透明基板を、前記第１の薄膜パター
   ンと前記第２の薄膜パターンとが互いに密着あるいは近
   接対向するよう配置し、前記光エネルギーを照射して、
   前記第２の薄膜パターンを加熱すると共に前記第２の薄
   膜パターンからの熱放射により前記第１の薄膜パターン
   を加熱することを特徴とする透明基板の選択的加熱方
   法。
2. 【請求項２】前記第２の薄膜パターンは、前記第１の薄
   膜パターンと同一もしくはそれ以上の大きさを有するパ
   ターン形状であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の透明基板の選択的加熱方法。
3. 【請求項３】前記第２の薄膜パターンは、前記第１の薄
   膜パターンと同一材料から成り、前記第２の薄膜パター
   ンの膜厚は、前記第１の薄膜パターンの膜厚より厚いこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の透明基板の
   選択的加熱方法。
4. 【請求項４】前記第１および第２の薄膜は、非晶質シリ
   コンまたは多結晶シリコンであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の透明基板の選択的加熱方法。
5. 【請求項５】前記光エネルギーは、赤外線であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の透明基板の選択
   的加熱方法。