JP2669358B2 - 半導体装置の加熱方法 - Google Patents
半導体装置の加熱方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ランプ光を照射し、基
板表面を加熱して、不純物の積層あるいは不純物の拡散
または成膜を行う半導体装置の加熱方法に関する。
板表面を加熱して、不純物の積層あるいは不純物の拡散
または成膜を行う半導体装置の加熱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種のランプ光を用いた加熱
方法としては、タングステン・ハロゲン・ランプ、ある
いはキセノン・アーク・ランプのランプ光を単一種類用
いて、半導体装置の基板の上面から、あるいは上下の両
面から照射することによって行っていた。図５は従来の
半導体装置の加熱装置の構成図である。同図に基づいて
従来技術を説明すると、符号１で示すものはタングステ
ン・ハロゲン・ランプで、反応室６の上下に対向するよ
うにして複数個配設されている。４は半導体装置のシリ
コン基板で、回転自在に支持されたターンテーブル５に
支持されて、反応室６内に収納されている。７は反応室
６内に反応ガスを導入するガス導入管である。このよう
な構成において、ランプ１からシリコン基板４にランプ
光を照射することにより、シリコン基板４を上下から加
熱している。このとき、ランプ１の印加電圧を調整する
ことにより、シリコン基板４の加熱温度が制御され、ま
た、シリコン基板４に対する相対的な位置の異なる個々
のランプ印加電圧比を調整することにより、シリコン基
板４の面内温度の均一性が制御される。
方法としては、タングステン・ハロゲン・ランプ、ある
いはキセノン・アーク・ランプのランプ光を単一種類用
いて、半導体装置の基板の上面から、あるいは上下の両
面から照射することによって行っていた。図５は従来の
半導体装置の加熱装置の構成図である。同図に基づいて
従来技術を説明すると、符号１で示すものはタングステ
ン・ハロゲン・ランプで、反応室６の上下に対向するよ
うにして複数個配設されている。４は半導体装置のシリ
コン基板で、回転自在に支持されたターンテーブル５に
支持されて、反応室６内に収納されている。７は反応室
６内に反応ガスを導入するガス導入管である。このよう
な構成において、ランプ１からシリコン基板４にランプ
光を照射することにより、シリコン基板４を上下から加
熱している。このとき、ランプ１の印加電圧を調整する
ことにより、シリコン基板４の加熱温度が制御され、ま
た、シリコン基板４に対する相対的な位置の異なる個々
のランプ印加電圧比を調整することにより、シリコン基
板４の面内温度の均一性が制御される。
【０００３】また、従来の別の例として特開昭６１−１
１６８２０号公報に開示されたものがある。ここに開示
されたものは、キセノン・ランプとタングステン・ラン
プの２種類のランプを併用する方法であって、多結晶シ
リコン／二酸化シリコン／シリコン基板のいわゆるＳＯ
Ｉ構造のアニールにおいて、多結晶シリコンとシリコン
基板との温度差が生じないように、基板の上方に配置さ
れているキセノン・ランプにより基板上面の多結晶シリ
コンを、同時に、基板下方に配置されたタングステン・
ランプにより基板下面のシリコンを加熱するものであ
る。
１６８２０号公報に開示されたものがある。ここに開示
されたものは、キセノン・ランプとタングステン・ラン
プの２種類のランプを併用する方法であって、多結晶シ
リコン／二酸化シリコン／シリコン基板のいわゆるＳＯ
Ｉ構造のアニールにおいて、多結晶シリコンとシリコン
基板との温度差が生じないように、基板の上方に配置さ
れているキセノン・ランプにより基板上面の多結晶シリ
コンを、同時に、基板下方に配置されたタングステン・
ランプにより基板下面のシリコンを加熱するものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第１の方法では、材質、膜厚、積層する等の構造が異
なる複数種の膜構造を併せ持つ基板を加熱する場合、こ
れら複数種の膜構造によって部分的に加熱温度が異なる
という問題が発生していた。これは光の吸収（反射）が
膜構造に強く依存するためである。これを図４で説明す
る。図６はシリコン基板４の表面側に厚みの異なる酸化
膜を形成している場合における反射率とランプ光の波長
との関係を計算により求めて表した図である。図中、特
性ａは、シリコン基板４上に厚さ３０００Åのシリコン
酸化膜が形成されている場合の反射率であり、特性ｂ
は、シリコン基板４上に厚さ５０００Åのシリコン酸化
膜が形成されている場合の反射率である。同図から反射
率は、光の波長に大きく依存し、かつ、表面膜構造に大
きく依存することがわかる。一方、一定量のランプ光照
射によりシリコン基板４を加熱した場合、シリコン基板
の温度は反射率に依存し、特にランプ光が最大強度とな
る波長での反射率に依存することになる。
た第１の方法では、材質、膜厚、積層する等の構造が異
なる複数種の膜構造を併せ持つ基板を加熱する場合、こ
れら複数種の膜構造によって部分的に加熱温度が異なる
という問題が発生していた。これは光の吸収（反射）が
膜構造に強く依存するためである。これを図４で説明す
る。図６はシリコン基板４の表面側に厚みの異なる酸化
膜を形成している場合における反射率とランプ光の波長
との関係を計算により求めて表した図である。図中、特
性ａは、シリコン基板４上に厚さ３０００Åのシリコン
酸化膜が形成されている場合の反射率であり、特性ｂ
は、シリコン基板４上に厚さ５０００Åのシリコン酸化
膜が形成されている場合の反射率である。同図から反射
率は、光の波長に大きく依存し、かつ、表面膜構造に大
きく依存することがわかる。一方、一定量のランプ光照
射によりシリコン基板４を加熱した場合、シリコン基板
の温度は反射率に依存し、特にランプ光が最大強度とな
る波長での反射率に依存することになる。
【０００５】したがって、波長約１ミクロン・メートル
に最大強度波長を有するタングステン・ハロゲン・ラン
プ光１を、厚さ３０００Åと５０００Åの２種類の構造
のシリコン酸化膜を有するシリコン基板に対して上面か
ら照射して加熱した場合、３０００Åのシリコン酸化膜
の部分が、５０００Åのシリコン酸化膜の部分よりも温
度が高くなり、同一のシリコン基板４内で膜構造の違い
により温度勾配が生じてしまうからである。また、第２
の方法では、異なるランプにより、多結晶シリコンとシ
リコン基板との温度差が生じないようにしているが、こ
の加熱方法で、多結晶シリコン上にパターン等を化学気
相成長させる場合、成長する多結晶シリコン自身により
膜厚が変化し、このため上述した第１の方法と同様に膜
構造が変化することにより、光の吸収が変化し、成膜中
に基板温度が変化するといった問題があった。
に最大強度波長を有するタングステン・ハロゲン・ラン
プ光１を、厚さ３０００Åと５０００Åの２種類の構造
のシリコン酸化膜を有するシリコン基板に対して上面か
ら照射して加熱した場合、３０００Åのシリコン酸化膜
の部分が、５０００Åのシリコン酸化膜の部分よりも温
度が高くなり、同一のシリコン基板４内で膜構造の違い
により温度勾配が生じてしまうからである。また、第２
の方法では、異なるランプにより、多結晶シリコンとシ
リコン基板との温度差が生じないようにしているが、こ
の加熱方法で、多結晶シリコン上にパターン等を化学気
相成長させる場合、成長する多結晶シリコン自身により
膜厚が変化し、このため上述した第１の方法と同様に膜
構造が変化することにより、光の吸収が変化し、成膜中
に基板温度が変化するといった問題があった。
【０００６】したがって、本発明は上記した従来の問題
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、基板温度が膜構造に依存せずに均一な分布となる半
導体装置の加熱方法を提供することにある。
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、基板温度が膜構造に依存せずに均一な分布となる半
導体装置の加熱方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置の加熱方法は、半導体装置
の基板表面にランプ光を照射して半導体装置を加熱する
方法であって、最大強度波長の異なる複数種のランプ光
を独立に制御して各ランプ光のランプ強度比を変えるこ
とにより、複数種の膜厚構造を備えた基板表面全体の反
射率を均一としたものである。
に、本発明に係る半導体装置の加熱方法は、半導体装置
の基板表面にランプ光を照射して半導体装置を加熱する
方法であって、最大強度波長の異なる複数種のランプ光
を独立に制御して各ランプ光のランプ強度比を変えるこ
とにより、複数種の膜厚構造を備えた基板表面全体の反
射率を均一としたものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、均一な反射率により均一な温
度による加熱がなされる。
度による加熱がなされる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。図１は本発明に係る半導体装置の加熱装置の構成
図である。同図において、従来技術と同一の構成につい
ては同一の符号を付し詳細な説明は省略する。本発明の
特徴とするところは、表面が上方を向いてターンテーブ
ル５上に載置された半導体装置のシリコン基板４の上方
に、最大強度波長の異なる２種類のランプ、すなわち、
波長約０．９ミクロン・メートルに最大強度を持つ色温
度３４００Ｋのタングステン・ハロゲン・ランプ１と波
長約１．４ミクロン・メートルに最大強度を持つ色温度
２２００Ｋのタングステン・ハロゲン・ランプ２を交互
に配設した点にある。なお、これら２種類のランプ１，
２は図中紙面手前から奥方に延在する長細い管状を呈
し、シリコン基板４は円板状を呈している。
する。図１は本発明に係る半導体装置の加熱装置の構成
図である。同図において、従来技術と同一の構成につい
ては同一の符号を付し詳細な説明は省略する。本発明の
特徴とするところは、表面が上方を向いてターンテーブ
ル５上に載置された半導体装置のシリコン基板４の上方
に、最大強度波長の異なる２種類のランプ、すなわち、
波長約０．９ミクロン・メートルに最大強度を持つ色温
度３４００Ｋのタングステン・ハロゲン・ランプ１と波
長約１．４ミクロン・メートルに最大強度を持つ色温度
２２００Ｋのタングステン・ハロゲン・ランプ２を交互
に配設した点にある。なお、これら２種類のランプ１，
２は図中紙面手前から奥方に延在する長細い管状を呈
し、シリコン基板４は円板状を呈している。
【００１０】ところで、膜構造に依存した温度勾配は、
基板温度に最も大きな影響を与える最大強度波長での光
の反射率の違いを強く反映することは既に上述したが、
図４に示したように、反射率は広い波長範囲では、極大
と極小を繰り返しながら振動するものであり、ある波長
では反射率が大きくても、他のある波長では小さくなる
ものである。例えば、波長が０．９ミクロン・メートル
の光に対しては、膜厚３０００Åのシリコン酸化膜の反
射率は、膜厚５０００Åのシリコン酸化膜の反射率より
も大となっているが、波長が１．４ミクロン・メートル
の光に対しては、逆となっている。
基板温度に最も大きな影響を与える最大強度波長での光
の反射率の違いを強く反映することは既に上述したが、
図４に示したように、反射率は広い波長範囲では、極大
と極小を繰り返しながら振動するものであり、ある波長
では反射率が大きくても、他のある波長では小さくなる
ものである。例えば、波長が０．９ミクロン・メートル
の光に対しては、膜厚３０００Åのシリコン酸化膜の反
射率は、膜厚５０００Åのシリコン酸化膜の反射率より
も大となっているが、波長が１．４ミクロン・メートル
の光に対しては、逆となっている。
【００１１】したがって、本実施例のように、シリコン
基板４上の膜構造、すなわち、３０００Åおよび５００
０Åの膜厚に対して同一の反射率が得られる最大強度波
長を持つ異なる２種類のランプ１，２、すなわち、波長
約０．９ミクロン・メートルと波長約１．４ミクロン・
メートルにそれぞれ最大強度を持つランプ１，２をシリ
コン基板４の上方に複数個交互に配設することにより、
両膜構造における反射率を同じとすることができる。そ
して、ターンテーブル５を回転させてシリコン基板４の
各膜構造とランプ１，２との相対的位置関係を変えるこ
とにより、各膜構造とランプ１、２とが均一な位置関係
となり、ランプ１，２から各膜構造へ照射される光量が
均一となるので、両膜構造における加熱温度が同じとな
り、シリコン基板４上での加熱温度勾配を少なくするこ
とができる。
基板４上の膜構造、すなわち、３０００Åおよび５００
０Åの膜厚に対して同一の反射率が得られる最大強度波
長を持つ異なる２種類のランプ１，２、すなわち、波長
約０．９ミクロン・メートルと波長約１．４ミクロン・
メートルにそれぞれ最大強度を持つランプ１，２をシリ
コン基板４の上方に複数個交互に配設することにより、
両膜構造における反射率を同じとすることができる。そ
して、ターンテーブル５を回転させてシリコン基板４の
各膜構造とランプ１，２との相対的位置関係を変えるこ
とにより、各膜構造とランプ１、２とが均一な位置関係
となり、ランプ１，２から各膜構造へ照射される光量が
均一となるので、両膜構造における加熱温度が同じとな
り、シリコン基板４上での加熱温度勾配を少なくするこ
とができる。
【００１２】図４はシリコン基板上のある領域Ｂでは酸
化膜３０００Åが形成され、他の領域Ａでは酸化膜５０
００Åが形成されている半導体装置の基板を、波長約約
０．９ミクロン・メートルに最大強度を持つ色温度３４
００Ｋのタングステン・ハロゲン・ランプの一種類のラ
ンプで加熱した場合と、波長約０．９ミクロン・メート
ルに最大強度を持つ色温度３４００Ｋのタングステン・
ハロゲン・ランプと波長約１．４ミクロン・メートルに
最大強度を持つ色温度２２００Ｋのタングステン・ハロ
ゲン・ランプの二種類のランプで加熱した場合の基板温
度である。同図から二種類のランプで加熱した場合に
は、半導体装置の基板内の温度勾配を小さくできること
がわかる。
化膜３０００Åが形成され、他の領域Ａでは酸化膜５０
００Åが形成されている半導体装置の基板を、波長約約
０．９ミクロン・メートルに最大強度を持つ色温度３４
００Ｋのタングステン・ハロゲン・ランプの一種類のラ
ンプで加熱した場合と、波長約０．９ミクロン・メート
ルに最大強度を持つ色温度３４００Ｋのタングステン・
ハロゲン・ランプと波長約１．４ミクロン・メートルに
最大強度を持つ色温度２２００Ｋのタングステン・ハロ
ゲン・ランプの二種類のランプで加熱した場合の基板温
度である。同図から二種類のランプで加熱した場合に
は、半導体装置の基板内の温度勾配を小さくできること
がわかる。
【００１３】また、個々に独立してランプ光の光量を制
御し、互いのランプ強度比を変えることにより、よりシ
リコン基板の温度勾配を小さくすることが可能となると
ともに、２種類のランプ光で３種類以上の複数種の膜構
造が異なる領域を有するシリコン基板４の加熱温度勾配
を少なくすることも可能となる。
御し、互いのランプ強度比を変えることにより、よりシ
リコン基板の温度勾配を小さくすることが可能となると
ともに、２種類のランプ光で３種類以上の複数種の膜構
造が異なる領域を有するシリコン基板４の加熱温度勾配
を少なくすることも可能となる。
【００１４】図２は本発明の第２の実施例を示す構成図
である。この第２の実施例では、上述した第１の実施例
にさらに別の最大強度波長を有するランプ３を配設し
て、３種類のランプ３を配設したものである。このよう
にランプの種類を増やすことにより、第１の実施例で説
明した個々に独立してランプ光の光量を制御する代わり
にランプの種類により、３種類以上の膜構造に対して加
熱温度勾配を少なくすることができる。
である。この第２の実施例では、上述した第１の実施例
にさらに別の最大強度波長を有するランプ３を配設し
て、３種類のランプ３を配設したものである。このよう
にランプの種類を増やすことにより、第１の実施例で説
明した個々に独立してランプ光の光量を制御する代わり
にランプの種類により、３種類以上の膜構造に対して加
熱温度勾配を少なくすることができる。
【００１５】図３は本発明の第３の実施例を示す構成図
である。この第３の実施例では、シリコン基板４の上下
に２種類のランプ光１，２を互いに向き合うように一対
配設したものである。このように構成することにより、
シリコン基板４の裏面に酸化膜等が形成されている場合
でも、裏面からの加熱による加熱温度勾配の影響を小さ
くすることができる。
である。この第３の実施例では、シリコン基板４の上下
に２種類のランプ光１，２を互いに向き合うように一対
配設したものである。このように構成することにより、
シリコン基板４の裏面に酸化膜等が形成されている場合
でも、裏面からの加熱による加熱温度勾配の影響を小さ
くすることができる。
【００１６】なお、本実施例では、ランプ光１，２を色
温度の異なるタングステン・ハロゲン・ランプを用いた
が、これに限定されず、例えばキセノン・アーク・ラン
プを用いてもよく、種々の変更が可能であることはいう
までないことである。
温度の異なるタングステン・ハロゲン・ランプを用いた
が、これに限定されず、例えばキセノン・アーク・ラン
プを用いてもよく、種々の変更が可能であることはいう
までないことである。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
大強度波長の界なる複数種のランプ光を独立に制御して
各ランプ光のランプ強度比を変えることにより、複数種
の膜厚 構造を備える基板表面全体の反射率を均一とした
ことにより、基板加熱温度の膜構造依存性を抑えること
が可能となり、基板の加熱温度勾配を少なくすることが
できる。
大強度波長の界なる複数種のランプ光を独立に制御して
各ランプ光のランプ強度比を変えることにより、複数種
の膜厚 構造を備える基板表面全体の反射率を均一とした
ことにより、基板加熱温度の膜構造依存性を抑えること
が可能となり、基板の加熱温度勾配を少なくすることが
できる。
【図１】 本発明に係る半導体装置の加熱装置の構成図
である。
である。
【図２】 本発明に係る半導体装置の加熱装置の第２の
実施例の構成図である。
実施例の構成図である。
【図３】 本発明に係る半導体装置の加熱装置の第３の
実施例の構成図である。
実施例の構成図である。
【図４】 本発明に係る半導体装置の加熱装置で加熱し
た場合の加熱温度分布図である。
た場合の加熱温度分布図である。
【図５】 従来の半導体装置の加熱装置の構成図であ
る。
る。
【図６】 半導体装置の膜厚に対するランプ光の波長と
反射率の関係を示した図である。
反射率の関係を示した図である。
１，２，３…ランプ光、４…シリコン基板、５…ターン
テーブル、６…反応室、７…ガス導入管。
テーブル、６…反応室、７…ガス導入管。
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体装置の基板表面にランプ光を照射
して半導体装置を加熱する方法において、最大強度波長
の異なる複数種のランプ光を独立に制御して各ランプ光
のランプ強度比を変えることにより、複数種の膜厚構造
を備える基板表面全体の反射率を均一としたことを特徴
とする半導体装置の加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6238853A JP2669358B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 半導体装置の加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6238853A JP2669358B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 半導体装置の加熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08107078A JPH08107078A (ja) | 1996-04-23 |
| JP2669358B2 true JP2669358B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=17036241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6238853A Expired - Lifetime JP2669358B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 半導体装置の加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669358B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5751896A (en) * | 1996-02-22 | 1998-05-12 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus to compensate for non-uniform film growth during chemical vapor deposition |
| US6126744A (en) * | 1996-11-18 | 2000-10-03 | Asm America, Inc. | Method and system for adjusting semiconductor processing equipment |
| DE10024963A1 (de) * | 2000-05-22 | 2001-12-13 | Heraeus Noblelight Gmbh | Strahlungsanordnung sowie deren Verwendung und Verfahren zur Behandlung von Oberflächen |
| JP2002075901A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Tokyo Electron Ltd | アニール装置、メッキ処理システム、および半導体デバイスの製造方法 |
| FR2847759A1 (fr) * | 2002-11-27 | 2004-05-28 | Koninkl Philips Electronics Nv | Systeme de chauffage |
| JP4272418B2 (ja) * | 2002-12-16 | 2009-06-03 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理装置 |
| JP4696510B2 (ja) * | 2004-09-15 | 2011-06-08 | 信越半導体株式会社 | Ｓｏｉウェーハの製造方法 |
| EP1806769B1 (en) * | 2004-09-13 | 2013-11-06 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Soi wafer manufacturing method |
| JP4826994B2 (ja) * | 2004-09-13 | 2011-11-30 | 信越半導体株式会社 | Ｓｏｉウェーハの製造方法 |
| US20100209082A1 (en) * | 2008-05-30 | 2010-08-19 | Alta Devices, Inc. | Heating lamp system |
| DE102013105959B4 (de) * | 2013-06-07 | 2019-06-19 | Heraeus Noblelight Gmbh | Betriebsverfahren und Vorrichtung zur Bestrahlung eines Substrats |
| US10932323B2 (en) | 2015-08-03 | 2021-02-23 | Alta Devices, Inc. | Reflector and susceptor assembly for chemical vapor deposition reactor |
| CN110016656B (zh) * | 2019-05-23 | 2020-11-24 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 化学气相沉积腔室 |
| KR102236594B1 (ko) * | 2019-09-24 | 2021-04-06 | (주) 예스티 | 램프 모듈들을 포함하는 기판 처리 장치 |
| KR102227596B1 (ko) * | 2019-09-24 | 2021-03-15 | (주) 예스티 | 열처리 공정이 가능한 기판 처리 장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61193438A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-27 | Fujitsu Ltd | ランプアニ−ル装置 |
| JPH02114514A (ja) * | 1988-10-24 | 1990-04-26 | Sony Corp | 多結晶シリコン薄膜の形成方法 |
| JPH0325928A (ja) * | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Nec Corp | 半導体ウェハーのランプ式熱処理装置 |
-
1994
- 1994-10-03 JP JP6238853A patent/JP2669358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08107078A (ja) | 1996-04-23 |
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