JP3443779B2 - Heat treatment equipment for semiconductor substrates - Google Patents

Heat treatment equipment for semiconductor substrates

Info

Publication number
JP3443779B2
JP3443779B2 JP06840093A JP6840093A JP3443779B2 JP 3443779 B2 JP3443779 B2 JP 3443779B2 JP 06840093 A JP06840093 A JP 06840093A JP 6840093 A JP6840093 A JP 6840093A JP 3443779 B2 JP3443779 B2 JP 3443779B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat treatment
semiconductor substrate
light
heating
lamp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP06840093A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06283503A (en
Inventor
昭浩 宮内
洋典 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP06840093A priority Critical patent/JP3443779B2/en
Publication of JPH06283503A publication Critical patent/JPH06283503A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3443779B2 publication Critical patent/JP3443779B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、大規模集積回路の製造
工程において半導体基板上に酸化膜、多結晶シリコン膜
等を形成したりイオン打ち込み後の活性化の為の加熱処
理のように、半導体基板を熱処理するときに使用する装
置にかかり、特に半導体基板の面内温度を均一に保持し
て熱処理するのに好適な熱処理装置及び熱処理方法に関
する。 【0002】 【従来の技術】従来、特開昭55−150238号公報
又は特開昭56−80138号公報等に記載されている
ように、半導体基板上にエネルギービームを照射しなが
ら走査して全面を熱処理することが行われていた。しか
しながら、この熱処理では半導体基板全面を均一な温度
で熱処理することはできなかった、そこで従来は半導体
基板全面を均一な温度で熱処理するために、特開昭62
−293622号公報に記載のように、熱処理中の半導
体基板を回転させていた。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では半導
体基板を均一に加熱するために、半導体基板を回転する
必要がある。その結果、半導体基板の回転機構が必要に
なり、装置構成が複雑になる問題があった。特に熱処理
時の基板の周辺が減圧状態の場合、回転機構から空気な
どが熱処理装置内へ漏洩し、清浄な雰囲気下で熱処理が
できない問題があった。 【0004】本発明の目的は、半導体基板の回転機構を
必要とせず、均一な面内温度分布を実現できる半導体基
板の熱処理装置及び方法を提供することにある。また本
発明の他の目的は上記目的を達成する熱処理装置を安定
に稼働させることにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、半導体基板を内部に保持し少なくとも該基板
の被熱処理面と対向する部分は光透過性部材で形成され
た熱処理容器と、前記半導体基板に光を照射して加熱す
る光加熱機構とを備えた半導体基板の熱処理装置におい
て、前記光加熱機構と前記半導体基板との間に設けられ
て、前記光加熱機構からの照射光を散乱させる散乱板
と、該散乱板を前記熱処理容器内に保持された前記半導
体基板の面内温度分布が均一化される方向に移動する駆
動機構を備えたことを特徴とするものである。 【0006】また本発明は、半導体基板を内部に保持し
少なくとも該基板の被熱処理面と対向する部分は光透過
性部材で形成された熱処理容器と、前記半導体基板に光
を照射して加熱する光加熱機構とを備えた半導体基板の
熱処理装置において、前記光加熱機構を前記熱処理容器
内に保持された半導体基板の面内温度分布が均一化され
る方向に移動する駆動機構を備えたことを特徴とするも
のである。 【0007】前記の半導体基板の熱処理装置において、
駆動機構による光加熱機構の移動方向は、半導体基板面
に対して平行な方向であるものが挙げられる。ここで、
光加熱機構は、副数本のランプが一定ピッチで平行に並
設されたもの、又はアークランプと、該アークランプと
半導体基板との間に配設された散乱板より成るものが挙
げられる。また、駆動機構による光加熱機構の移動方向
は、半導体基板の中心軸を回転軸として回転する方向で
もよい。この場合、光加熱機構は、半導体基板の斜め上
方周囲に複数に等分割配置された加熱光源であるのがよ
い。 【0008】また前記の半導体基板の熱処理装置におい
て、前記光加熱機構と前記駆動機構の間に前記光加熱機
構からの輻射熱を遮蔽する遮蔽部材が設置されているも
のがよい。ここで、遮蔽部材は冷却手段を備えているも
のがよい。 【0009】また本発明は、半導体基板を内部に保持し
少なくとも各基板の被熱処理面と対向する部分は光透過
性部材で形成された熱処理容器と、前記半導体基板に光
を照射して加熱する光加熱機構とを備えた半導体基板の
熱処理装置において、前記熱処理容器は2枚の半導体基
板を平行に支持すると共にその被熱処理面を互いに外側
にして支持する支持手段を備え、前記2枚の各半導体基
板をそれぞれ加熱する光加熱機構を一対備え、前記熱処
理容器内に保持された半導体基板との間隔を保持したま
ま前記光加熱機構を移動する駆動機構を備えたことを特
徴とするものである。 【0010】また本発明は、半導体基板を熱処理容器内
に保持し、光加熱機構により前記半導体基板に光を照射
して熱処理する半導体基板の熱処理方法において、前記
熱処理容器内に保持された半導体基板との間隔を保持し
たまま前記光加熱機構を移動しつつ熱処理することを特
徴とするものである。 【0011】 【作用】熱処理容器外に設置された光加熱機構を半導体
基板との間隔を保持したまま移動することで、加熱光が
半導体基板上に均一に照射されることになり、半導体基
板の温度分布は均一になる。その結果、基板の回転機構
が不要になる。 【0012】光加熱機構と駆動機構との間に金属板のよ
うな遮蔽手段を設置することで、光加熱機構からの熱輻
射は金属板によって加熱ランプ機構の駆動機構に到達し
にくくなる。その結果、駆動機構の温度は上がらず安定
に稼動できる。 【0013】 【実施例】以下、本発明に係る半導体基板の熱処理装置
の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本
実施例に係る熱処理装置の断面図、図2は同装置の斜視
図である。シリコン基板101は直径200mm、面方
位(100)、ボロンド−プ、抵抗率10Ω・cmのシ
リコン単結晶基板である。シリコン基板101は石英製
の熱処理容器103内にシリコン基板支持機構102に
よって保持される。 【0014】熱処理容器103の外部には加熱ランプ機
構104が設置されている。加熱ランプ機構104に
は、ランプ105が20本、13mmのピッチで設置さ
れている。このランプ105の前記ピッチは1〜100
mmの間で調整できる。ランプ105は発光長250m
m、480V、6kWのタングステンハロゲンランプで
ある。シリコン基板101とランプ105の中心との距
離は、本実施例では25mmである。シリコン基板10
1は加熱ランプ機構104によって加熱される。シリコ
ン基板101の温度は測温機構109によって計測され
る。本実施例では測温機構109として放射型温度計を
使用した。 【0015】加熱ランプ機構104は連結棒110によ
って駆動機構106と連結されており、加熱ランプ機構
104はシリコン基板101の基板101の面と平行方
向に周期的に移動するように駆動される。加熱ランプ機
構104のその移動幅は25mm、周期は1秒である。
この移動幅は1〜100mmの間で調整でき、周期は
0.1〜60秒の間で調整できる。なお、最適な移動幅
はシリコン基板101の直径とランプ105の発光長と
の関係やシリコン基板101とランプ105との距離に
依存する。駆動機構106は固定機構111によって筺
体112と連結されている。このような加熱ランプ機構
104の平行移動により、前記のようにランプ105が
20本、13mmのピッチで設置されているような場合
のレイアウトのバラツキによる加熱のバラツキも防止で
きる。 【0016】熱処理容器103の内部には雰囲気ガス導
入孔107が設けられている。雰囲気ガスは排気機構1
08によって排気される。本実施例では雰囲気ガスとし
て水素ガスと酸素ガスの混合ガスを使用し、排気にはド
ライポンプを使用した。 【0017】図3及び図4は、シリコン基板温度900
℃で処理した時にシリコン基板表面に形成された酸化膜
の厚さのシリコン基板面内分布を示す図である。測定に
はエリプソメトリ法を用いた。加熱ランプ機構104を
平行移動しない場合(図3)、ランプ105の配置状態
を反映した酸化膜厚分布が得られた。それに対し、加熱
ランプ機構104を駆動機構106によって移動幅25
mm、周期1秒で平行移動させた場合(図4)、均一な
酸化膜厚分布を得られた。 【0018】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
5は本実施例で使用した熱処理装置の断面図である。シ
リコン基板101は直径100mm、面方位(10
0)、ボロンド−プ、抵抗率10Ω・cmのシリコン単
結晶基板である。シリコン基板101は石英製の熱処理
容器103内にシリコン基板支持機構102によって保
持される。熱処理容器103の外部には加熱ランプ機構
104が設置されている。 【0019】加熱ランプ機構104にはランプ105が
5本、13mmのピッチで設置されている。ランプ10
5は発光長250mm、480V、6kWのタングステ
ンハロゲンランプである。この加熱ランプ機構104は
熱処理容器103の周囲に4台設置されている。シリコ
ン基板101は加熱ランプ機構104によって加熱され
る。シリコン基板101の温度は測温機構109によっ
て計測される。加熱ランプ機構104は4台とも連結棒
110によって駆動機構106と連結されており、加熱
ランプ機構104は4台とも同時にシリコン基板101
の中心軸の回りを周期的に回転運動する。回転角は30
度、周期は2秒である。この回転角は、1〜270度の
間で調整できるが、加熱ランプ機構104に接続する電
源ケ−ブルがねじれないように本実施例では30度とし
た。先に記載した実施例と同様にシリコン基板101上
に酸化膜を形成した結果、本実施例においても図4に示
した均一な酸化膜厚分布を有する酸化処理が可能であっ
た。 【0020】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図6は図1に示した熱処理装置を安定に稼動させる
ために使用した装置の断面図である。図1に示した装置
と基本構造は同じであるが、加熱ランプ機構104と駆
動機構106との間に金属板201が設置されている。
この金属板201の概略構造を図7に示す。この金属板
201は厚さ2mmの銅製である。金属板201には孔
202が開いており、連結棒110が移動できるように
なっている。金属板201を設置することによって駆動
機構106は加熱ランプ機構104からの輻射熱を受け
にくくなり、駆動機構106が熱劣化せず安定に動作し
た。さらに図8に示すように金属板201に水冷パイプ
203を設置することで、駆動機構106はさらに長時
間の動作が可能となった。 【0021】なお、雰囲気ガスとしてモノシランガスな
どのシリコンを含むガスを使用することで多結晶シリコ
ン膜、シリコンエピタキシャル膜、シリコン窒化膜等の
形成も当然可能である。また、イオン打ち込み処理後の
活性化処理などの単なる熱処理にも本発明は有効であ
る。 【0022】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
9は本実施例で使用した装置の断面図、図10は同装置
の斜視図である。シリコン基板101は直径200m
m、面方位(100)、ボロンド−プ、抵抗率10Ω・
cmのシリコン単結晶基板である。シリコン基板101
は石英製の熱処理容器103内にシリコン基板支持機構
102によって保持される。熱処理容器103の外部に
はア−クランプ120が設置されている。ア−クランプ
120の出力は5kWである。ア−クランプ120とシ
リコン基板101の間にはア−クランプ120からの照
射光を散乱させる散乱板130が設置されている。散乱
板130は連結棒110によって駆動機構106と連結
されており、散乱板130はシリコン基板101の基板
面と平行方向に周期的に駆動される。移動幅は1〜10
0mmの間で調整できるが本実施例では25mmとし
た。また、周期は0.1〜60秒の間で調整できるが本
実施例では1秒とした。先に記載した実施例と同様にシ
リコン基板101上に酸化膜を形成した結果、本実施例
においても図4に示した均一な酸化膜厚分布を有する酸
化処理が可能であった。 【0023】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
11は本実施例で使用した装置の断面図である。2枚の
シリコン基板101はともに直径200mm、面方位
(100)、ボロンド−プ、抵抗率10Ω・cmのシリ
コン単結晶基板である。この二枚のシリコン基板101
は石英製の熱処理容器103内にシリコン基板支持機構
102によって平行に離間して保持される。熱処理容器
103の外部両側には一対の加熱ランプ機構104が設
置されている。両加熱ランプ機構104にはランプ10
5が20本設置されている。ランプ間のピッチは1〜1
00mmの間で調整できるが本実施例では13mmとし
た。ランプ105は発光長250mm、480V、6k
Wのタングステンハロゲンランプである。シリコン基板
101とランプ105の中心との距離は25mmであ
る。二枚のシリコン基板101はそれぞれの加熱ランプ
機構104によって加熱される。加熱ランプ機構104
はそれぞれ連結棒110によって駆動機構106と連結
されており、各加熱ランプ機構104はシリコン基板1
01の基板面と平行方向に周期的に駆動される。移動幅
は1〜100mmの間で調整できるが本実施例では25
mmとした。また、周期は0.1〜60秒の間で調整で
きるが本実施例では1秒とした。本実施例では二つの駆
動機構106は互いに独立しているが、移動の周期を同
期させたり互いに異なる周期で加熱ランプ機構104を
駆動しても良い。先に記載した実施例と同様にシリコン
基板101上に酸化膜を形成した結果、本実施例におい
ても図4に示した均一な酸化膜厚分布を有する酸化処理
が2枚のシリコン基板101に対して同時に可能であっ
た。 【0024】 【発明の効果】熱処理容器外に設置された光加熱機構を
シリコン基板面に対して間隔を保持したまま平行に或い
は回転して移動させることで、半導体基板を回転せずと
も光加熱機構からの加熱光が半導体基板上に均一に照射
されることになり、半導体基板の温度分布は均一にな
る。その結果、複雑なシリコン基板の回転機構が不要に
なる効果がある。 【0025】光加熱機構とその駆動機構との間に金属板
等の遮蔽手段を設置することで、光加熱機構からの輻射
熱は金属板によって遮蔽され駆動機構に到達しにくくな
る。その結果、駆動機構は加熱されなくなり、安定に動
作できる効果がある。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an oxide film, a polycrystalline silicon film, etc. on a semiconductor substrate in a manufacturing process of a large-scale integrated circuit, and for forming an active film after ion implantation. The present invention relates to an apparatus used when heat-treating a semiconductor substrate, such as heat treatment for the purpose of heat treatment, and particularly to a heat treatment apparatus and a heat treatment method suitable for performing heat treatment while keeping the in-plane temperature of the semiconductor substrate uniform. 2. Description of the Related Art Conventionally, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-150238 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-80138, a semiconductor substrate is scanned while being irradiated with an energy beam, and the entire surface is scanned. Heat treatment was performed. However, in this heat treatment, the entire surface of the semiconductor substrate cannot be heat-treated at a uniform temperature.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 293622/1993, the semiconductor substrate during the heat treatment was rotated. In the above prior art, it is necessary to rotate the semiconductor substrate in order to uniformly heat the semiconductor substrate. As a result, a rotation mechanism of the semiconductor substrate is required, and there has been a problem that the device configuration is complicated. In particular, when the periphery of the substrate during the heat treatment is in a reduced pressure state, air or the like leaks from the rotation mechanism into the heat treatment apparatus, and there is a problem that the heat treatment cannot be performed in a clean atmosphere. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for heat treating a semiconductor substrate which can realize a uniform in-plane temperature distribution without requiring a rotation mechanism of the semiconductor substrate. Another object of the present invention is to stably operate a heat treatment apparatus that achieves the above object. In order to achieve the above object, the present invention provides a heat treatment apparatus comprising a semiconductor substrate held therein and at least a portion of the substrate facing a surface to be heat treated formed by a light transmitting member. In a semiconductor substrate heat treatment apparatus including a container and a light heating mechanism for irradiating the semiconductor substrate with light to heat the semiconductor substrate, the heat treatment apparatus is provided between the light heating mechanism and the semiconductor substrate.
A scattering plate for scattering the irradiation light from the light heating mechanism.
The semiconductor plate holding the scattering plate in the heat treatment container.
It is characterized in that a drive mechanism for moving in a direction in-plane temperature distribution of the body substrate is made uniform. According to the present invention, there is provided a heat treatment container in which a semiconductor substrate is held and at least a portion of the substrate facing a heat treatment surface is formed of a light transmitting member, and the semiconductor substrate is irradiated with light and heated. A heat treatment apparatus for a semiconductor substrate having a light heating mechanism, wherein a driving mechanism for moving the light heating mechanism in a direction in which an in-plane temperature distribution of the semiconductor substrate held in the heat treatment container is uniformed is provided. It is a feature. In the above heat treatment apparatus for a semiconductor substrate,
The direction in which the light heating mechanism is moved by the driving mechanism is parallel to the semiconductor substrate surface. here,
The light heating mechanism may be one in which sub-several lamps are arranged in parallel at a constant pitch, or one that includes an arc lamp and a scattering plate disposed between the arc lamp and the semiconductor substrate. The direction in which the light heating mechanism is moved by the drive mechanism may be a direction in which the semiconductor substrate rotates about the central axis of the semiconductor substrate as the rotation axis. In this case, it is preferable that the light heating mechanism is a heating light source that is divided into a plurality of equally divided portions around the upper side of the semiconductor substrate. In the above-mentioned semiconductor substrate heat treatment apparatus, it is preferable that a shielding member for shielding radiant heat from the light heating mechanism is provided between the light heating mechanism and the driving mechanism. Here, the shielding member is preferably provided with a cooling means. Further, the present invention provides a heat treatment container in which a semiconductor substrate is held and at least a portion of each substrate facing a surface to be heat treated is formed of a light transmitting member, and the semiconductor substrate is irradiated with light and heated. In a heat treatment apparatus for a semiconductor substrate provided with a light heating mechanism, the heat treatment container comprises a support means for supporting the two semiconductor substrates in parallel and supporting the heat treatment surfaces with the surfaces to be heat treated outside each other. A pair of light heating mechanisms for heating the respective semiconductor substrates, and a drive mechanism for moving the light heating mechanism while maintaining an interval with the semiconductor substrate held in the heat treatment container. . The present invention also relates to a method of heat treating a semiconductor substrate, wherein the semiconductor substrate is held in a heat treatment container, and the semiconductor substrate is irradiated with light by a light heating mechanism for heat treatment. The heat treatment is carried out while moving the light heating mechanism while maintaining the distance between. By moving the light heating mechanism provided outside the heat treatment vessel while maintaining the distance from the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is uniformly irradiated with the heating light, so that the semiconductor substrate is heated. The temperature distribution becomes uniform. As a result, a substrate rotating mechanism is not required. By providing a shielding means such as a metal plate between the light heating mechanism and the driving mechanism, heat radiation from the light heating mechanism is less likely to reach the driving mechanism of the heating lamp mechanism by the metal plate. As a result, the drive mechanism can operate stably without increasing the temperature. An embodiment of the apparatus for heat treating a semiconductor substrate according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a heat treatment apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the same apparatus. The silicon substrate 101 is a silicon single crystal substrate having a diameter of 200 mm, a plane orientation (100), a boron dopant, and a resistivity of 10 Ω · cm. The silicon substrate 101 is held by a silicon substrate support mechanism 102 in a heat treatment container 103 made of quartz. A heating lamp mechanism 104 is provided outside the heat treatment vessel 103. The heating lamp mechanism 104 is provided with 20 lamps 105 at a pitch of 13 mm. The pitch of the lamp 105 is 1 to 100.
mm. The lamp 105 has a light emission length of 250 m
m, 480 V, 6 kW tungsten halogen lamp. The distance between the silicon substrate 101 and the center of the lamp 105 is 25 mm in this embodiment. Silicon substrate 10
1 is heated by the heating lamp mechanism 104. The temperature of the silicon substrate 101 is measured by the temperature measuring mechanism 109. In this embodiment, a radiation thermometer is used as the temperature measuring mechanism 109. The heating lamp mechanism 104 is connected to a driving mechanism 106 by a connecting rod 110, and the heating lamp mechanism 104 is driven so as to periodically move in a direction parallel to the surface of the silicon substrate 101 on the substrate 101. The movement width of the heating lamp mechanism 104 is 25 mm, and the cycle is 1 second.
This movement width can be adjusted between 1 and 100 mm, and the cycle can be adjusted between 0.1 and 60 seconds. Note that the optimum movement width depends on the relationship between the diameter of the silicon substrate 101 and the light emission length of the lamp 105 and the distance between the silicon substrate 101 and the lamp 105. The driving mechanism 106 is connected to the housing 112 by a fixing mechanism 111. By such parallel movement of the heating lamp mechanism 104, it is possible to prevent variations in heating due to variations in layout when the lamps 105 are installed at a pitch of 20 mm and 13 mm as described above. An atmosphere gas inlet 107 is provided inside the heat treatment vessel 103. Atmospheric gas is exhaust system 1
08 is exhausted. In this embodiment, a mixed gas of hydrogen gas and oxygen gas was used as the atmosphere gas, and a dry pump was used for exhaust. FIG. 3 and FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the in-plane distribution of the thickness of an oxide film formed on the surface of a silicon substrate when the substrate is processed at a temperature of ℃. Ellipsometry was used for the measurement. When the heating lamp mechanism 104 was not moved in parallel (FIG. 3), an oxide film thickness distribution reflecting the arrangement state of the lamp 105 was obtained. On the other hand, the heating lamp mechanism 104 is moved by the driving
When it was moved in parallel at a cycle of 1 mm with a cycle of 1 mm (FIG. 4), a uniform oxide film thickness distribution was obtained. Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a sectional view of the heat treatment apparatus used in the present embodiment. The silicon substrate 101 has a diameter of 100 mm and a plane orientation (10
0), a boron single-crystal silicon substrate having a resistivity of 10 Ω · cm. The silicon substrate 101 is held by a silicon substrate support mechanism 102 in a heat treatment container 103 made of quartz. A heating lamp mechanism 104 is provided outside the heat treatment container 103. The heating lamp mechanism 104 is provided with five lamps 105 at a pitch of 13 mm. Lamp 10
Reference numeral 5 denotes a tungsten halogen lamp having an emission length of 250 mm, 480 V, and 6 kW. The four heating lamp mechanisms 104 are provided around the heat treatment container 103. The silicon substrate 101 is heated by the heating lamp mechanism 104. The temperature of the silicon substrate 101 is measured by the temperature measuring mechanism 109. All four heating lamp mechanisms 104 are connected to the driving mechanism 106 by connecting rods 110, and all four heating lamp mechanisms 104 are simultaneously connected to the silicon substrate 101.
Periodically rotate around the central axis of the. The rotation angle is 30
The cycle is 2 seconds. The rotation angle can be adjusted between 1 and 270 degrees, but is set to 30 degrees in this embodiment so that the power cable connected to the heating lamp mechanism 104 is not twisted. As a result of forming an oxide film on the silicon substrate 101 in the same manner as in the above-described embodiment, the oxidation treatment having the uniform oxide film thickness distribution shown in FIG. 4 was also possible in this embodiment. Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of an apparatus used for stably operating the heat treatment apparatus shown in FIG. The basic structure is the same as that of the apparatus shown in FIG. 1, but a metal plate 201 is provided between the heating lamp mechanism 104 and the driving mechanism 106.
FIG. 7 shows a schematic structure of the metal plate 201. This metal plate 201 is made of copper with a thickness of 2 mm. A hole 202 is formed in the metal plate 201 so that the connecting rod 110 can be moved. By installing the metal plate 201, the drive mechanism 106 became less susceptible to radiant heat from the heating lamp mechanism 104, and the drive mechanism 106 operated stably without thermal degradation. Further, by installing the water cooling pipe 203 on the metal plate 201 as shown in FIG. 8, the drive mechanism 106 can operate for a longer time. By using a gas containing silicon such as a monosilane gas as an atmospheric gas, it is of course possible to form a polycrystalline silicon film, a silicon epitaxial film, a silicon nitride film and the like. The present invention is also effective for simple heat treatment such as activation treatment after ion implantation treatment. Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view of the device used in this embodiment, and FIG. 10 is a perspective view of the device. The silicon substrate 101 has a diameter of 200 m
m, plane orientation (100), boron dopant, resistivity 10Ω
cm of silicon single crystal substrate. Silicon substrate 101
Is held by a silicon substrate support mechanism 102 in a heat treatment vessel 103 made of quartz. An arc lamp 120 is provided outside the heat treatment container 103. The output of the arc lamp 120 is 5 kW. Between the arc lamp 120 and the silicon substrate 101, there is provided a scattering plate 130 for scattering the irradiation light from the arc lamp 120. The scattering plate 130 is connected to the driving mechanism 106 by a connecting rod 110, and the scattering plate 130 is periodically driven in a direction parallel to the substrate surface of the silicon substrate 101. Movement width is 1 to 10
Although it can be adjusted between 0 mm, in the present embodiment, it was set to 25 mm. Further, the period can be adjusted between 0.1 and 60 seconds, but is set to 1 second in this embodiment. As a result of forming an oxide film on the silicon substrate 101 in the same manner as in the above-described embodiment, the oxidation treatment having the uniform oxide film thickness distribution shown in FIG. 4 was also possible in this embodiment. Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a sectional view of the device used in this embodiment. Each of the two silicon substrates 101 is a silicon single crystal substrate having a diameter of 200 mm, a plane orientation (100), a boron dopant, and a resistivity of 10 Ω · cm. These two silicon substrates 101
Are held in parallel in a quartz heat treatment vessel 103 by a silicon substrate support mechanism 102. A pair of heating lamp mechanisms 104 are provided on both outer sides of the heat treatment vessel 103. The lamp 10 is connected to both heating lamp mechanisms 104.
5 are installed. The pitch between the lamps is 1-1
Although it can be adjusted between 00 mm, it is 13 mm in this embodiment. The lamp 105 has a light emission length of 250 mm, 480 V, 6 k
W is a tungsten halogen lamp. The distance between the silicon substrate 101 and the center of the lamp 105 is 25 mm. The two silicon substrates 101 are heated by respective heating lamp mechanisms 104. Heating lamp mechanism 104
Are connected to the driving mechanism 106 by connecting rods 110, respectively.
01 is driven periodically in the direction parallel to the substrate surface. The moving width can be adjusted in the range of 1 to 100 mm.
mm. Although the period can be adjusted between 0.1 and 60 seconds, it is set to 1 second in this embodiment. In the present embodiment, the two driving mechanisms 106 are independent of each other, but the heating lamp mechanism 104 may be driven at a different cycle or by synchronizing the movement cycle. As a result of forming an oxide film on the silicon substrate 101 in the same manner as in the above-described embodiment, the oxidation treatment having a uniform oxide film thickness distribution shown in FIG. At the same time. According to the present invention, the light heating mechanism installed outside the heat treatment vessel is moved in parallel or in rotation while maintaining the interval with respect to the silicon substrate surface, so that the light heating can be performed without rotating the semiconductor substrate. The heating light from the mechanism is uniformly applied to the semiconductor substrate, and the temperature distribution of the semiconductor substrate becomes uniform. As a result, there is an effect that a complicated rotation mechanism of the silicon substrate becomes unnecessary. By providing a shielding means such as a metal plate between the light heating mechanism and its driving mechanism, radiant heat from the light heating mechanism is shielded by the metal plate and hardly reaches the driving mechanism. As a result, the drive mechanism is not heated, and has an effect that it can operate stably.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例を説明するための熱処理装置
の断面図である。 【図2】図1の装置の斜視図である。 【図3】加熱ランプ機構を平行移動しない場合のシリコ
ン基板表面に形成された酸化膜の厚さのシリコン基板面
内分布を示す図である。 【図4】加熱ランプ機構を平行移動した場合のシリコン
基板表面に形成された酸化膜の厚さのシリコン基板面内
分布を示す図である。 【図5】本発明の他の実施例を説明するための熱処理装
置の断面図である。 【図6】本発明の他の実施例に係り、装置を安定に稼動
させるようにした熱処理装置の断面図である。 【図7】金属板の概略構造を示す斜視図である。 【図8】水冷された金属板の概略構造を示す斜視図であ
る。 【図9】本発明の他の実施例を説明するための熱処理装
置の断面図である。 【図10】図9の装置の斜視図である。 【図11】本発明の他の実施例を説明するための熱処理
装置の断面図である。 【符号の説明】 101 シリコン基板 102 シリコン基板支持機構 103 熱処理容器 104 加熱ランプ機構 105 ランプ 106 駆動機構 107 雰囲気ガス導入孔 108 排気機構 109 測温機構 110 連結棒 120 アークランプ 130 散乱板 201 金属板 202 溝 203 水冷パイプ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the apparatus of FIG. FIG. 3 is a diagram showing a distribution of the thickness of an oxide film formed on the surface of the silicon substrate in the plane of the silicon substrate when the heating lamp mechanism is not moved in parallel. FIG. 4 is a diagram showing the distribution of the thickness of an oxide film formed on the surface of the silicon substrate in the plane of the silicon substrate when the heating lamp mechanism is moved in parallel. FIG. 5 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of a heat treatment apparatus according to another embodiment of the present invention, which stably operates the apparatus. FIG. 7 is a perspective view showing a schematic structure of a metal plate. FIG. 8 is a perspective view showing a schematic structure of a water-cooled metal plate. FIG. 9 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining another embodiment of the present invention. FIG. 10 is a perspective view of the device of FIG. 9; FIG. 11 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 silicon substrate 102 silicon substrate support mechanism 103 heat treatment vessel 104 heating lamp mechanism 105 lamp 106 drive mechanism 107 atmosphere gas introduction hole 108 exhaust mechanism 109 temperature measuring mechanism 110 connecting rod 120 arc lamp 130 scattering plate 201 metal plate 202 Groove 203 water cooling pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−276625(JP,A) 特開 平5−5182(JP,A) 特開 昭61−129811(JP,A) 特開 昭63−227014(JP,A)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page       (56) References JP-A-3-276625 (JP, A)                 JP-A-5-5182 (JP, A)                 JP-A-61-229811 (JP, A)                 JP-A-63-227014 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体基板を内部に保持し少なくとも該
基板の被熱処理面と対向する部分は光透過性部材で形成
された熱処理容器と、前記半導体基板に光を照射して加
熱する光加熱機構とを備えた半導体基板の熱処理装置に
おいて、前記光加熱機構と前記半導体基板との間に設け
られて、前記光加熱機構からの照射光を散乱させる散乱
板と、該散乱板を前記熱処理容器内に保持された前記半
導体基板の面内温度分布が均一化される方向に移動する
駆動機構を備えたことを特徴とする半導体基板の熱処
理装置。
(57) Claims 1. A heat treatment container which holds a semiconductor substrate inside and at least a portion of the substrate facing the surface to be heat treated is formed of a light-transmitting member. In a heat treatment apparatus for a semiconductor substrate having a light heating mechanism for irradiating and heating, a scattering plate provided between the light heating mechanism and the semiconductor substrate to scatter irradiation light from the light heating mechanism; the heat treatment apparatus of a semiconductor substrate, characterized in that a drive mechanism for moving in a direction in-plane temperature distribution of the semiconductor substrate held the scattered plate into the heat treatment container is made uniform.
JP06840093A 1993-03-26 1993-03-26 Heat treatment equipment for semiconductor substrates Expired - Fee Related JP3443779B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06840093A JP3443779B2 (en) 1993-03-26 1993-03-26 Heat treatment equipment for semiconductor substrates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06840093A JP3443779B2 (en) 1993-03-26 1993-03-26 Heat treatment equipment for semiconductor substrates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06283503A JPH06283503A (en) 1994-10-07
JP3443779B2 true JP3443779B2 (en) 2003-09-08

Family

ID=13372611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06840093A Expired - Fee Related JP3443779B2 (en) 1993-03-26 1993-03-26 Heat treatment equipment for semiconductor substrates

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3443779B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19952017A1 (en) * 1999-10-28 2001-05-17 Steag Rtp Systems Gmbh Method and device for the thermal treatment of substrates
JP4731694B2 (en) * 2000-07-21 2011-07-27 東京エレクトロン株式会社 Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus
JP2010010410A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Ulvac Japan Ltd Heat treatment equipment
JP2010010409A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Ulvac Japan Ltd Heat treatment equipment
JP2015174775A (en) * 2014-03-12 2015-10-05 ヤマハ株式会社 Production apparatus of carbon nanotube

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06283503A (en) 1994-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6064800A (en) Apparatus for uniform gas and radiant heat dispersion for solid state fabrication processes
JP3659863B2 (en) Heat treatment equipment
JPS59152618A (en) Thermal treatment and equipment for the same
US6965092B2 (en) Ultra fast rapid thermal processing chamber and method of use
JP2002532897A (en) Gas-driven rotary susceptor for rapid thermal processing (RTP) systems
WO1999022402A2 (en) Rapid thermal processing (rtp) system with rotating substrate
JP2001308023A (en) Equipment and method for heat treatment
JP5647651B2 (en) Cleaning method for microwave processing equipment
JP3443779B2 (en) Heat treatment equipment for semiconductor substrates
US20230369077A1 (en) Spot heating by moving a beam with horizontal rotary motion
JPH1197371A (en) Heat treating device
JPS6143417A (en) Heat treating method and heating device utilizing thereof
JPH1097999A (en) Heating device, processing device, heating method and processing method
JPS61129834A (en) Heat treatment apparatus
JPS60189927A (en) Vapor phase reactor
JP3789366B2 (en) Heat treatment equipment
JPH04713A (en) Heating apparatus for substrate
JPS6132418A (en) Heating device
JPH08139046A (en) Heat treatment equipment
JP4905907B2 (en) Lamp and heat treatment apparatus
JPH03207861A (en) Heater
JPS60247934A (en) Heat treatment device
JPS6020508A (en) Heating apparatus
JP2003234304A (en) Heat treatment device
JPH11121391A (en) Heat treatment device for semiconductor wafer and method of heat treating semiconductor wafer

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080627

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080627

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090627

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees