JP2822607B2 - ラピッドサーマルアニール装置 - Google Patents
ラピッドサーマルアニール装置Info
- Publication number
- JP2822607B2 JP2822607B2 JP2144096A JP14409690A JP2822607B2 JP 2822607 B2 JP2822607 B2 JP 2822607B2 JP 2144096 A JP2144096 A JP 2144096A JP 14409690 A JP14409690 A JP 14409690A JP 2822607 B2 JP2822607 B2 JP 2822607B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- heating
- coil
- furnace body
- auxiliary load
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ラピッドサーマルアニール（Rapid Therma
l Aneal;以下RTAと称する。）装置に関する。
l Aneal;以下RTAと称する。）装置に関する。
＜従来の技術＞ 結晶性の悪い単結晶（エピタキシャル成長薄膜等も含
む）の結晶性を向上させる方法として、RTA法が一般に
知られている。このRTA法は、半導体結晶等を例えば900
℃程度の高温に急激に加熱し、次いで、室温程度まで冷
却するという熱処理を順次繰り返すことによって、その
半導体結晶の結晶性を向上する方法で、加熱および冷却
時の温度勾配が急峻なほど効果が大きいとされている。
そして、このようなRTA用の炉としては、従来、電気炉
やランプ加熱炉等が主に使用されている。
む）の結晶性を向上させる方法として、RTA法が一般に
知られている。このRTA法は、半導体結晶等を例えば900
℃程度の高温に急激に加熱し、次いで、室温程度まで冷
却するという熱処理を順次繰り返すことによって、その
半導体結晶の結晶性を向上する方法で、加熱および冷却
時の温度勾配が急峻なほど効果が大きいとされている。
そして、このようなRTA用の炉としては、従来、電気炉
やランプ加熱炉等が主に使用されている。
そのランプ加熱炉としては、例えば第４図に示すよう
に、石英管41の周囲に配置した複数個のハロゲンランプ
42…42からの光を、ミラー43…43によってそれぞれ石英
管41内部へと導き、その内部に置かれたウェハＷに照射
することによって、そのウェハを加熱する構造のもがあ
る。なお、44…44は水冷チャンバである。
に、石英管41の周囲に配置した複数個のハロゲンランプ
42…42からの光を、ミラー43…43によってそれぞれ石英
管41内部へと導き、その内部に置かれたウェハＷに照射
することによって、そのウェハを加熱する構造のもがあ
る。なお、44…44は水冷チャンバである。
＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、RTA用炉は、通常クリーンルーム内で使用
されるが、上述のランプ加熱炉等によると、その設置ス
ペースが大きく、このことが、単位面積コストが高いク
リーンルームの有効活用をはかる上での妨げとなるとい
う問題、さらにはウェハ等の対象物以外のもの、例えば
炉体自体も加熱されるため、その冷却構造が必要となる
といった問題がある。
されるが、上述のランプ加熱炉等によると、その設置ス
ペースが大きく、このことが、単位面積コストが高いク
リーンルームの有効活用をはかる上での妨げとなるとい
う問題、さらにはウェハ等の対象物以外のもの、例えば
炉体自体も加熱されるため、その冷却構造が必要となる
といった問題がある。
本発明の目的は、クリーンルーム内における設置スペ
ースが小さく、かつ、炉体等の冷却構造が不要なRTA装
置を提供することにある。
ースが小さく、かつ、炉体等の冷却構造が不要なRTA装
置を提供することにある。
＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応す
る第１図乃至第３図を参照しつつ説明すると、本発明
は、炉体１と、この炉体の側方周辺を囲ってなるコイル
２と、このコイルに高周波電流を流すための電源３を備
え、炉体１の内部には加熱補助負荷５と、アニールを施
すべき被処理物Ｓを収容する容器４が配設され、その加
熱補助負荷５はコイル２の内方位置に位置し、かつ、容
器４は加熱補助負荷５に接触する位置、もしくはコイル
２の外方位置にいずれかの位置に選択的に移動し得るよ
う構成され、この容器４を加熱補助負荷５に接触させた
状態では、その両者に高周波電流による渦電流が発生す
るよう構成したことによって特徴づけられる。
る第１図乃至第３図を参照しつつ説明すると、本発明
は、炉体１と、この炉体の側方周辺を囲ってなるコイル
２と、このコイルに高周波電流を流すための電源３を備
え、炉体１の内部には加熱補助負荷５と、アニールを施
すべき被処理物Ｓを収容する容器４が配設され、その加
熱補助負荷５はコイル２の内方位置に位置し、かつ、容
器４は加熱補助負荷５に接触する位置、もしくはコイル
２の外方位置にいずれかの位置に選択的に移動し得るよ
う構成され、この容器４を加熱補助負荷５に接触させた
状態では、その両者に高周波電流による渦電流が発生す
るよう構成したことによって特徴づけられる。
＜作用＞ まず、容器４をコイル２の外方位置に配置しておき、
この状態で、コイル２に高周波電流を流すと、加熱補助
負荷５に渦電流が発生してこの加熱補助負荷５は急速に
加熱される。次に、容器４を加熱補助負荷５へと移動
し、その表面に接触させる。これにより、加熱補助負荷
５と容器４とが一体物となってこの両者に渦電流が発生
し、さらに加熱補助負荷５からの熱伝導によって、容器
４つまり被処理物Ｓが急速に加熱される。そして、容器
４をコイル２の外方位置へと移動させると、渦電流の発
生はなくなるとともに、容器４は単体となりその熱容量
が小さくなって、急速に冷却される。
この状態で、コイル２に高周波電流を流すと、加熱補助
負荷５に渦電流が発生してこの加熱補助負荷５は急速に
加熱される。次に、容器４を加熱補助負荷５へと移動
し、その表面に接触させる。これにより、加熱補助負荷
５と容器４とが一体物となってこの両者に渦電流が発生
し、さらに加熱補助負荷５からの熱伝導によって、容器
４つまり被処理物Ｓが急速に加熱される。そして、容器
４をコイル２の外方位置へと移動させると、渦電流の発
生はなくなるとともに、容器４は単体となりその熱容量
が小さくなって、急速に冷却される。
ここで、第１図に示すように、炉体１およびコイル２
のみをクリーンルームCR内に設置し、外部に配置した電
源３からの高周波電流を導波管６によってコイル２に導
くようにすることで、クリーンルームCR内における装置
の専有スペースを小さくできる。また炉体１を、高周波
による渦電流が発生しないガラス等によって製作すれ
ば、炉体１は加熱されず、その冷却構造が不要となる。
のみをクリーンルームCR内に設置し、外部に配置した電
源３からの高周波電流を導波管６によってコイル２に導
くようにすることで、クリーンルームCR内における装置
の専有スペースを小さくできる。また炉体１を、高周波
による渦電流が発生しないガラス等によって製作すれ
ば、炉体１は加熱されず、その冷却構造が不要となる。
＜実施例＞ 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明実施例の全体構成図、第２図はその
炉体１を縦に切断して示す正面図、第３図は容器４の分
解斜視図である。
炉体１を縦に切断して示す正面図、第３図は容器４の分
解斜視図である。
ガラス製の炉体１の周囲のコイル２が巻かれており、
このコイル２は高周波電源３に導波管６を通じて接続さ
れている。また、炉体１には、スイープ用ガスボンベ７
が接続されており、この炉体１およびコイル２のみがク
リーンルームCR内部に配置される。
このコイル２は高周波電源３に導波管６を通じて接続さ
れている。また、炉体１には、スイープ用ガスボンベ７
が接続されており、この炉体１およびコイル２のみがク
リーンルームCR内部に配置される。
さて、炉体１の内部には、加熱補助負荷５および、そ
の段差部5aと同形状の容器４が配設されている。この加
熱補助負荷５および容器４はともに、高周波による渦電
流が発生し易い物質、例えばグラファイトによって作製
されている。
の段差部5aと同形状の容器４が配設されている。この加
熱補助負荷５および容器４はともに、高周波による渦電
流が発生し易い物質、例えばグラファイトによって作製
されている。
加熱補助負荷５は、ガラス製アングル等の支持台８上
に載置され、コイル２の内方に位置している。また、容
器４は、炉体１端部のテフロン製接手10に摺動自在に装
着された、ガラス製の引き出し棒９によって支持されて
おり、この引き出し棒９を操作することにより、容器４
を加熱補助負荷５の段差部5aに位置させることができ、
またコイル２の外方位置へと移動させることができる。
容器４は、第３図に示すように、容器本体4aとその凹打
に嵌り込む蓋4bによって構成され、その凹部に被処理物
である半導体Ｓが収容される。
に載置され、コイル２の内方に位置している。また、容
器４は、炉体１端部のテフロン製接手10に摺動自在に装
着された、ガラス製の引き出し棒９によって支持されて
おり、この引き出し棒９を操作することにより、容器４
を加熱補助負荷５の段差部5aに位置させることができ、
またコイル２の外方位置へと移動させることができる。
容器４は、第３図に示すように、容器本体4aとその凹打
に嵌り込む蓋4bによって構成され、その凹部に被処理物
である半導体Ｓが収容される。
次に、操作手順とともに、本発明実施例の作用を述べ
る。
る。
まず、容器４内に半導体Ｓを収容し、この容器４をコ
イル２の外方位置に待機させ、炉体１内にスイープ用ガ
スを導入する。この状態で、コイル２に高周波電流を流
すと、加熱補助負荷５に渦電流が発生して、この加熱補
助負荷５が瞬時に加熱される。次に、引き出し棒９を操
作して、容器４を加熱補助負荷５へと移動させ、その段
差部5a上に乗せると、容器４は加熱補助負荷５に接触し
て一体部となってこの両者に渦電流が発生し、この渦電
流と、既に加熱されている加熱補助負荷５からの熱伝導
によって容器４つまり半導体Ｓは急速に加熱される。次
に、引き出し棒９を操作して容器４をコイル２の外方位
置へと移動させると、容器４は再び単体となりその熱容
量が小さくなるとともに、渦電流の発生もなくなって容
器４は急速に冷却される。以上のような操作を順次繰り
返して行うことによって、半導体ＳにRTAを施すことが
できる。
イル２の外方位置に待機させ、炉体１内にスイープ用ガ
スを導入する。この状態で、コイル２に高周波電流を流
すと、加熱補助負荷５に渦電流が発生して、この加熱補
助負荷５が瞬時に加熱される。次に、引き出し棒９を操
作して、容器４を加熱補助負荷５へと移動させ、その段
差部5a上に乗せると、容器４は加熱補助負荷５に接触し
て一体部となってこの両者に渦電流が発生し、この渦電
流と、既に加熱されている加熱補助負荷５からの熱伝導
によって容器４つまり半導体Ｓは急速に加熱される。次
に、引き出し棒９を操作して容器４をコイル２の外方位
置へと移動させると、容器４は再び単体となりその熱容
量が小さくなるとともに、渦電流の発生もなくなって容
器４は急速に冷却される。以上のような操作を順次繰り
返して行うことによって、半導体ＳにRTAを施すことが
できる。
ここで、ガラス製の炉体１には、高周波による渦電流
の発生はなく、炉体１の温度は外気とほぼ同程度で、高
温に加熱された加熱補助負荷５との間にかなりの温度差
があるため、加熱補助負荷５を炉体１に直に設置する
と、炉体１が破損する虞れがあるが、加熱補助負荷５
を、ガラス製アングル等の熱伝導度の低い支持台８を介
して炉体１に設置することによりその虞れはない。
の発生はなく、炉体１の温度は外気とほぼ同程度で、高
温に加熱された加熱補助負荷５との間にかなりの温度差
があるため、加熱補助負荷５を炉体１に直に設置する
と、炉体１が破損する虞れがあるが、加熱補助負荷５
を、ガラス製アングル等の熱伝導度の低い支持台８を介
して炉体１に設置することによりその虞れはない。
また、容器４は加熱補助負荷５の表面上に乗せる構造
とする必要がある。これは、高周波による加熱は、その
加熱体の表面付近が最も高温に加熱されるためである。
とする必要がある。これは、高周波による加熱は、その
加熱体の表面付近が最も高温に加熱されるためである。
ところで、従来では、RAT用炉には、以下の点が問題
となるため高周波加熱方式は採用されていない。すなわ
ち、RTA法においては急激な昇温・降温が要求されるた
め、半導体等の被処理物を収容する容器等の熱容量つま
り体積を可能な限り小さくする必要があるが、容器の体
積を小さくすると、今後は高周波による渦電流の発生が
少なくなって、高周波電源の消費電力が大となるにもか
かわらず、充分な加熱を得ることができないためであ
る。これに対し、本発明実施例では、加熱補助負荷５を
設けて、その伝導熱により、容器１の体積が小さくても
充分な加熱を得ることができ構造としたので、高周波加
熱方式によるRTA用炉の実現が可能となった。
となるため高周波加熱方式は採用されていない。すなわ
ち、RTA法においては急激な昇温・降温が要求されるた
め、半導体等の被処理物を収容する容器等の熱容量つま
り体積を可能な限り小さくする必要があるが、容器の体
積を小さくすると、今後は高周波による渦電流の発生が
少なくなって、高周波電源の消費電力が大となるにもか
かわらず、充分な加熱を得ることができないためであ
る。これに対し、本発明実施例では、加熱補助負荷５を
設けて、その伝導熱により、容器１の体積が小さくても
充分な加熱を得ることができ構造としたので、高周波加
熱方式によるRTA用炉の実現が可能となった。
なお、容器４の材質としては、高温にしても蒸気圧が
小さく、かつ、半導体とは反応せず、しかも高周波によ
る渦電流が発生し易い物質であれば、特にグラファイト
に限定されない。
小さく、かつ、半導体とは反応せず、しかも高周波によ
る渦電流が発生し易い物質であれば、特にグラファイト
に限定されない。
＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、炉体の内部
に、半導体等の被処理物を収容する容器とは別に、この
容器を加熱するための加熱補助負荷を設けて、高周波加
熱方式によるRTA用炉を実現化したので、クリーンルー
ム内には、炉体と高周波加熱用のコイルのみを配置する
だけでよく、高周波電源等はその外部に配置することが
可能となって、クリーンルーム内におけるRTA装置の専
有スペースを小さくできる。これにより、単位面積コス
トの高いクリーンルームを有効に活用することが可能と
なる。また、半導体等を収容した容器および加熱補助負
荷以外は、加熱されることがなく、炉体等の冷却構造が
不要となるといった点の効果も大きい。
に、半導体等の被処理物を収容する容器とは別に、この
容器を加熱するための加熱補助負荷を設けて、高周波加
熱方式によるRTA用炉を実現化したので、クリーンルー
ム内には、炉体と高周波加熱用のコイルのみを配置する
だけでよく、高周波電源等はその外部に配置することが
可能となって、クリーンルーム内におけるRTA装置の専
有スペースを小さくできる。これにより、単位面積コス
トの高いクリーンルームを有効に活用することが可能と
なる。また、半導体等を収容した容器および加熱補助負
荷以外は、加熱されることがなく、炉体等の冷却構造が
不要となるといった点の効果も大きい。
第１図は本発明実施例の全体構成図、第２図はその炉体
１を縦に切断して示す正面図、第３図は容器４の分解斜
視図である。 第４図はRTA用のランプ加熱炉の構造例を示す図であ
る。 １……炉体 ２……コイル ３……高周波電源 ４……容器 ５……加熱補助負荷 ９……引き出し棒 CR……クリーンルーム Ｓ……半導体（被処理物）
１を縦に切断して示す正面図、第３図は容器４の分解斜
視図である。 第４図はRTA用のランプ加熱炉の構造例を示す図であ
る。 １……炉体 ２……コイル ３……高周波電源 ４……容器 ５……加熱補助負荷 ９……引き出し棒 CR……クリーンルーム Ｓ……半導体（被処理物）
Claims (1)
- 【請求項１】炉体と、この炉体の側方周辺を囲ってなる
コイルと、このコイルに高周波電流を流すための電源を
備え、上記炉体の内部には加熱補助負荷と、アニールを
施すべき被処理物を収容する容器が配設され、上記加熱
補助負荷は上記コイルの内方位置に位置し、かつ、上記
容器は上記加熱補助負荷に接触する位置、もしくは上記
コイルの外方位置のいずれかの位置に選択的に移動し得
るよう構成され、この容器を加熱補助負荷に接触させた
状態では、その両者に上記高周波電流による渦電流が発
生するよう構成した、ラピッドサーマルアニール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2144096A JP2822607B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | ラピッドサーマルアニール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2144096A JP2822607B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | ラピッドサーマルアニール装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437700A JPH0437700A (ja) | 1992-02-07 |
| JP2822607B2 true JP2822607B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=15354113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2144096A Expired - Lifetime JP2822607B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | ラピッドサーマルアニール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822607B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6735378B1 (en) * | 2003-05-29 | 2004-05-11 | Axcelis Technologies, Inc. | Pressure controlled heat source and method for using such for RTP |
| CN111816594B (zh) * | 2020-08-28 | 2022-12-02 | 上海华力微电子有限公司 | 快速热退火设备 |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2144096A patent/JP2822607B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437700A (ja) | 1992-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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