JPH01152718A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被処理物を加熱しながら処理する半導体製造
装置に関する。

（従来の技術） 一般に、被処理物表面を局部的に高温にして処理する、
例えばビームアニール装置等の半導体製造装置では、高
温処理部と他の部分との温度差による熱歪みを防止した
り、作業時間の短縮化を図るため、半導体ウェハ等の被
処理物の保持部を予備加熱することにより、被処理物を
加熱しながら処理するように構成されている。

以下、このような半導体製造装置として、ビームアニー
ル装置を例にして説明する。

アニール技術は、高エネルギー線ビームの光エネルギー
を被処理物例えば半導体ウェハ表面に吸収させ、熱エネ
ルギーの形に変換して被処理物の表面層の熱処理（アニ
ール）を行う技術で、半導体ｗＡ造においては、半導体
ウェハ表面層の結晶性回復や導入不純物の活性化等に主
として用いられている技術である。

例えば３次元素子の開発において基本となるＳｏ　１　
（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術は
、基体表面に形成された絶縁膜上にさらにシリコン単結
晶を形成し、このシリコン単結晶上に素子を形成する技
術であり、このＳＯＩ技術において絶縁膜上に単結晶を
形成する方法の一つとして、上記ビームアニール技術が
注目されている。例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ：Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ　Ｖｅｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　
）等により絶縁股上に形成された非単結晶シリコン層に
、レーザ等の高エネルギー線ビームを照射して、非単結
晶シリコン層を甲結晶化する技術に応用されている。

このようなビームアニールに使用するビームアニール装
置として【、Ｌ１チャンバ内部に被処理物例えば半導体
ウェハを予備加熱するための円板状のサセプタを配設し
、該サセプタに半導体ウェハを例えば真空装置により吸
着保持し、半導体ウェハ表面にレーザ光を走査照射して
アニールを行うものがある。一般にこのようなビームア
ニール装置では、ビーム照射部が高温例えば１２００’
Ｃ程度まで１７？するため、ビームが照射されていない
部分との温度差により熱歪みが発生してしまうので、こ
れを防止する目的で半導体ウェハを予め加熱する予備加
熱機構が具備されている。

この予備加熱機構としては、上記サセプタを直接または
間接的に加熱して半導体ウェハを加熱するように構成さ
れており、例えばＩＲランプ等の光熱源の光エネルギー
により、サセプタを例えば５００℃程度に予備加熱づる
ように構成さ−れたものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述したビームアニール装置′ノの例の
如く、被処理物を予備加熱する保持部を具備した従来の
半導体製造装置では、保持部からの熱放射ωが保持部の
場所により一定ではないため、保持部に温度分布のバラ
ツキが発生し、このｆＨ’４１１差により処理ムラが生
じるという問題があり、また熱歪みの観点からも好まし
くなかった。

例えば円板状のサセプタを、その上方に配設された光熱
源により間接的に加熱するものでは、サセプタの側面か
らの熱放射が大きく、サセプタ周縁部の温度が中央部に
比べて低くなってしまう。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
で、被処理物保持部の均熱度を向上させ、被処理物の温
度差による処理ムラの発生や、被処理物の熱歪みの発生
を防止できる半導体製造装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するだめの手段） 本発明の半導体製造装置は、被処理物を保持する保持部
と、この保持部を直接または間接的に加熱する加熱機構
とを備え、前記被処理物を加熱しながら処理する半導体
製造装置にＪ３いて、前記保持部からの放射熱のうち少
なくとも一部を前記保持部の低温領域に反射するように
保持部近傍に反射体を配設したことを特徴とするもので
ある。

（作　用） 反射体は、保持部からの放射熱を保持部の低温領域へ反
射するので、保持部の熱放射による部分的な温度低下を
防止して均熱度を向上さセ“ることができる。

（実施例） 以下、本発明をレーザアニール装置に適用した一実施例
について第１図ないし第３図を参照して説明する。

処理室１は、例えばステンレスやアルミニウム等からな
る上蓋２と、例えばアルミニウムからなる下蓋３とによ
り構成された円筒状チャンバ４に郭定されており、上記
上Ｍ２および下館３は、図示を省略したチャンバ開閉機
構例えばエアーシリンダにより、例えば２０ｍｍ程度相
対的に開閉自在に取付けられている。処理作業中は、こ
の上蓋２と下７５３が閉状態となり、図示を省略したガ
ス尋入部から例えば窒素ガスが導入されて処理室１内を
ほぼ大気圧状態に保持する。

上蓋２の土壁には、透明部材例えば直径２２０ｍｍの石
英ガラス５が嵌込まれており、チ１７ンバ４上方に配設
された光熱源、例えば反射板６を備えた数ギロワットの
ＩＲランプ（Ｉｎｆｒａｒｃｄ　ＲａｙＲａｍｐ　）　
７からの赤外線を、該石英ガラス５からチャンバ４内に
取入れて、処理室１内部の中央部付近に配設されたサセ
プタ８を例えば５００°Ｃまで予備加熱する。

また、下蓋３の下壁にも同様に、透明部材例えば直径２
２Ｏｎ＋ｍの石英ガラス９が嵌込まれており、チャンバ
４下方向に配設された、図示しないレーザ照射機構から
出力されたレーザ光、例えば、ＣＷ−Ａｒガスレーザ光
Ａが、該石英ガラス９を透過して半導体ウェハ１０表面
を走査照射してアニール処理を行うように構成されてい
る。

ところで、半導体ウェハ１０を予備加熱するためのサセ
プタ８は、例えば直径２２０ｎ＋ｍ　、厚ざ２０＋ｎｍ
の伝熱性に優れた部材、例えばカーボングラフ１イトか
ら形成されており、このす廿ブタ８の下面はバキューム
チャック構造となっており、例えば真空ポンプ等の真空
装置１１により、半導体ウェハ１０ｍ面をサセプタ８下
面に吸着保持するように構成されている。

サセプタ８の外周方向には、該サセプタ外周部と例えば
約３ｍｍの間隙を保持して、例えば外径２３６ｍｍ　、
高さ６５ｍｍ、肉厚５ｍ１１１のアルミニウムからなる
円筒状の反射体１１が配置されており、この反射体の内
周面１１ａはサセプタ８側面からの輻射熱を効率よく反
射するように鏡面仕上げが施されている。

このようにサセプタ８の外周方向に反射体１１を配置す
ることにより、第２図に示すように、サセプタ側面側面
から放射された輻射熱Ｂを、反射体内周面１１ａで反射
さ往て、再びサセプタ８側面に照射できるので、熱放射
によるサセプタ側面の温度低下を防止することができ、
サセプタ８の均熱度を向上させることができる。また、
ＩＲクランプらサセプタ外へと放射された赤外ＦＡＣを
、サセプタ方向へ反射させることもできるので、効率よ
く勺セプタを加熱することができる。

本実施例例の装置を用いて、数キロワットのＩＲクラン
プより、サセプタを５００℃まで加熱したところ、サセ
プタ周縁部の温度低下は中央部に比べ５℃以内、即ち１
％以内におさえることができた。

従って、サセプタの温度分布の不均一から生じる半導体
ウェハの処理ムラや熱歪みを完全に防止することかでき
る。

ところで、反射体１１の形状および取付は位置は、上述
した実施例に限定されるものではなく、サセプタ８から
の熱放射量が大きい場所近傍に配設すればどの位置でも
、どのような形状でも効果がある。また、反射体の内周
面１１ａは輻射熱を効率よく反射する程効果があり、例
えば反射体内周面１１ａに白金等の高反射率の物質を蒸
着してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の半導体製造装置によれば、
被処理物を加熱する保持部の均熱度が向トし、被処理物
の温度差による処理ムラや熱歪みを防止することができ
る。さらに、保持部を光熱源により間接的に加熱する場
合には、光エネルギーを保持部に集光させることができ
るので、加熱効率が向上するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をレーザアニール５Ａ置に適用した一実
施例のチャンバ周辺の構成を示す図、第２図は第１図の
反射体を示す部分断面図である。 １・・・・・・処理室、２・・・・・・上蓋、３・・・
・・・下蓋、・１・・・・・・チャンバ、８・・・・・
・ナセブタ、１ｏ・・・・・・半導体ウェハ、１１・・
・・・・反射体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理物を保持する保持部と、この保持部を直接
   または間接的に加熱する加熱機構とを備え、前記被処理
   物を加熱しながら処理する半導体製造装置において、 前記保持部からの放射熱のうち少なくとも一部を前記保
   持部の低温領域に反射するように保持部近傍に反射体を
   配設したことを特徴とする半導体製造装置。
2. （２）反射体が、円板状の保持部の外周面と間隙を保持
   して配置した円筒状の反射体であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の半導体製造装置。
3. （３）加熱機構が、保持部上方に配置された光熱源であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項および第２項
   記載の半導体製造装置。