JP5111730B2 - 半導体ウエハのアニール方法 - Google Patents
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Description
・ウエハに対し基本熱配分(thermal budget)を適用し、前記基本熱配分は層の分離のために必要とされる配分より若干劣り、かかる配分は脆化領域にわたって均一に分布し;
・ウエハに対し、脆化領域の設定範囲にて局所的に追加的な熱配分をも適用し、かかる領域において層の分離を開始することを特徴とする。
この方法の好適で非限定的な態様は、次のとおりである:
・グローバル熱配分の適用中には、ウエハに対面するように位置した個別の加熱素子を選択的に制御する;
・ウエハを、概ね垂直に配置する;
・ウエハを、概ね水平に配置する;
・第1の段階で基本熱配分の適用を実行し、次いで第2の段階で追加的な局所熱配分の適用を実行する;
・基本熱配分の適用を、追加的な局所熱配分の適用と概ね同時に実行する;
・数枚のウエハに対し、同時にアニーリングを適用する;
・層表面の個別の範囲で、熱誘導ガスの流れを制御する;
・拡散バリア形状を有するダンパーを使って、前記の制御を実行する;
・有孔加熱チャンバー形状を有するダンパーを使って、前記の制御を実行する。
・アニーリングすべき各ウエハの個別の部分に対面するよう設計された多数の加熱素子と;
・各加熱素子の加熱容量を選択的に制御する手段と;
・装置において熱誘導ガスの分布を制御する手段と、を備えることを特徴とする。
・加熱素子は、概ね水平に延在する;
・加熱素子は、全体的に円形を有する;
・加熱素子は、概ね垂直の方向に沿って順次1つずつ配置される;
・装置はウエハ受け付けエリアを備え、その中では、加熱の目的でウエハが概ね垂直に配置される;
・加熱素子は、ウエハ受け付けエリアを取り囲む;
・加熱素子は、概ね同じ平面で延在する;
・加熱素子は、相互の関係において同心状に延在する;
・装置はウエハ受け付けエリアを備え、その中では、加熱の目的でウエハが概ね水平に配置される;
・ガスの分布を制御する前記手段は、熱誘導ガスを導入する開口部に対面するよう配置され、所望の構成に従ってガスの流れを引き起こす拡散ダンパーを備える;
・ダンパーは、拡散バリア形状を有する;
・ダンパーは、有孔加熱チャンバー形状を有する。
・一方で、各ウエハの脆化領域全体にわたり非常に均一な熱配分をウエハに適用する(上述の通り)。この熱配分(基本熱配分として知られる)は、次のとおりに制御する:
>質的観点から、各ウエハの脆化表面にわたって極めて均一に間隔をおく;
>そして量的観点からは、ウエハから層を分離するのに必要な配分よりやや劣る。
・ガスとウエハの間に挟まれた拡散バリア形状を持たせる。これは、ガスがウエハに対面しながら流れるために、拡散バリアを避けて通らなければならないことを意味する(図5a及び5cはこのタイプの構成を図示する)。
・プレートを取り囲む有孔チャンバー形状を持たせる。ガスは、その開口部を通じてウエハに向かって流れる(図5b)。
・個別の加熱素子の個別制御;
・ウエハ表面の個別の範囲上での熱誘導ガス流制御。
・均一な基本熱配分を構成すべく、脆化領域に適用される熱配分を局所的に調整する;
・ただし、同時に、追加的な熱配分を局所的に適用することによって、この脆化領域内にホットポイントを選択的に作製する。
・ウエハの脆化領域に対して均一な基本熱配分を適用するべく、調和的ウエハ加熱を実行する;
・他方、脆化領域内に「ホットポイント」を作製することによって、脆化領域の特定範囲に対して優れた熱配分を適用する。これは、次のとおりに達成できる:
>1つまたは複数の加熱素子を個別に制御することによって、加熱の局所的な増加により、かかるホットポイントを作製する(アニーリング中の特定の時点、また場合によってはアニーリングの全体を通じて)。これは、本明細書中ですでに述べた本発明の好適な実現形態に相当する;
>あるいは、本発明の代替的な実施例に従い、対象のウエハのアニール装置の熱構成を利用することによって:
/特定の加熱ガス流を利用する;
/加えて、一般的に、ウエハの脆化領域に対し均一な熱配分を適用するべく制御される加熱素子が、その脆化領域でホットポイントを作製する場合、そのホットポイントをアニール処理の最中に使用することで、所望の追加的な配分を適用する。
−国際公開公報WO99/49501の装置は、処理すべきウエハの両側に加熱素子を具備しないこと、
−かかる固体表面上に直接配置されることであって、そこで、把持具等の手段を用いてウエハの上面に触れ、加熱装置からウエハを回収する必要がある。さらにかかる装置は、ウエハが垂直に配置された構成(本発明の場合には、それを任意に適用する余地がある)に対処しない(そして対処できない)。
140 加熱素子
T ウエハ
Claims (19)
- 脆化領域を有する半導体材料の中から選ばれた材料からなるウエハ(T)のための熱アニール方法であって、前記脆化領域にて前記ウエハから層を分離することを目的とし、アニーリング中に:
・前記ウエハに対し基本熱配分を適用し、前記基本熱配分が前記ウエハから前記層を分離するために必要とされる配分より劣り、前記基本熱配分が前記ウエハの前記脆化領域の全体にわたって空間的に平等に分布し;
・前記ウエハに対し、前記脆化領域の設定範囲にて局所的に追加的な熱配分をも適用することにより、同範囲において、制御されたホットポイントを作製して、前記層の分離を開始することを特徴とする、熱アニール方法。 - 前記基本熱配分の適用を第1の段階で実行し、次いで前記追加的な熱配分の適用を第2の段階で実行することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記基本熱配分の適用を前記局所的な追加的な熱配分の適用と同時に実行することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 数枚のウエハに対して同時にアニーリングを適用することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記基本熱配分および前記追加的な熱配分の適用は、各ウエハの異なる複数箇所に対向配置される複数の加熱素子と、前記複数の加熱素子のそれぞれの加熱量を選択的に制御する手段と、を有する装置を用いて実施されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記ウエハが垂直に配置されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記ウエハが水平に配置されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記加熱素子が水平に延在することを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記加熱素子が全体的に円形を有することを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記加熱素子が垂直の方向に沿って順次1つずつ配置されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記装置がウエハ受け付けエリアを備え、前記ウエハ受け付けエリアの中では加熱の目的で前記ウエハが垂直に配置されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記加熱素子が前記ウエハ受け付けエリアを取り囲むことを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 前記加熱素子が同じ平面で延在することを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記加熱素子が相互の関係において同心状に延在することを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 前記装置がウエハ受け付けエリアを備え、前記ウエハ受け付けエリアの中では加熱の目的で前記ウエハが水平に配置されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記基本熱配分および前記追加的な熱配分の適用は、装置の内部に熱誘導ガスを導入する手段と、前記ウエハの表面の異なる複数箇所での前記熱誘導ガスの分布を制御する手段とを有する前記装置を用いて実施されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記熱誘導ガスの分布を制御する前記手段が、前記熱誘導ガスを導入するための開口部に対面するよう配置され、所望の構成に従ってガスの流れを引き起こす拡散ダンパーを備えることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- 前記拡散ダンパーが拡散バリア形状を有することを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 前記拡散ダンパーが有孔加熱チャンバー形状を有することを特徴とする、請求項17に記載の方法。
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