JPH025295B2 - - Google Patents
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- JPH025295B2 JPH025295B2 JP58134369A JP13436983A JPH025295B2 JP H025295 B2 JPH025295 B2 JP H025295B2 JP 58134369 A JP58134369 A JP 58134369A JP 13436983 A JP13436983 A JP 13436983A JP H025295 B2 JPH025295 B2 JP H025295B2
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- wafer
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- oxide film
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光照射炉による半導体ウエハーの熱処
理法に関するものである。
理法に関するものである。
最近、半導体ウエハー（以下単に「ウエハー」
という。）への不純物の導入方法として、不純物
濃度、接合の深さを精密に制御し得ることから、
不純物をイオン状態にして加速してウエハーに打
ち込むイオン注入法が使用されてきている。この
イオン注入法においては、イオンが注入された後
のウエハーの表面における結晶状態が変化して荒
れたものとなるため、この荒れを消失せしめて良
好な表面状態とするために、イオン注入後約1000
℃またはそれ以上の温度にウエハーを加熱処理す
る必要があり、この加熱処理は、注入された不純
物の深さ方向の濃度分布が熱拡散により変化しな
いように短時間で行なわなければならない。ま
た、生産性を向上させるためにもウエハーの急速
加熱、急速冷却が要請されている。
という。）への不純物の導入方法として、不純物
濃度、接合の深さを精密に制御し得ることから、
不純物をイオン状態にして加速してウエハーに打
ち込むイオン注入法が使用されてきている。この
イオン注入法においては、イオンが注入された後
のウエハーの表面における結晶状態が変化して荒
れたものとなるため、この荒れを消失せしめて良
好な表面状態とするために、イオン注入後約1000
℃またはそれ以上の温度にウエハーを加熱処理す
る必要があり、この加熱処理は、注入された不純
物の深さ方向の濃度分布が熱拡散により変化しな
いように短時間で行なわなければならない。ま
た、生産性を向上させるためにもウエハーの急速
加熱、急速冷却が要請されている。
このような要請により、最近、ウエハーを光照
射で加熱する方法が開発され、この方法によれ
ば、わずか数秒間という短時間で1000℃〜1400℃
まで昇温が可能である。
射で加熱する方法が開発され、この方法によれ
ば、わずか数秒間という短時間で1000℃〜1400℃
まで昇温が可能である。
ところで、急速加熱を可能とするためには被加
熱物の熱容量をできるだけ小さくすることが必要
であるが、このためウエハーは光照射炉内では熱
伝導損が放射損に比べて事実上無視できるように
熱的にアイソレーシヨンされて保持される。そし
てウエハーからの放射損に比べ対流損は小さいた
め、光照射で加熱されるウエハーの温度は光源お
よび周囲からの輻射熱量とウエハー表面よりの放
射熱量との平衡によつて定まる。ところが実際の
光源の大きさは有限であるため、ウエハーの上下
両面を均一に光照射してもウエハーの端面に入射
する光量は一般には上下両面に比べて少く、この
ためウエハーの周辺部の温度は中心部に比べて低
くなり、その温度差は数十℃〜50℃以上におよ
び、温度勾配の生じる範囲も端面より10mm程度で
ある。この温度差が原因となつてウエハーに「反
り」や「スリツプライン」が発生し、プロセス上
重要な物性値であるシート抵抗値や接合深さが不
均一となる不具合が生じる。
熱物の熱容量をできるだけ小さくすることが必要
であるが、このためウエハーは光照射炉内では熱
伝導損が放射損に比べて事実上無視できるように
熱的にアイソレーシヨンされて保持される。そし
てウエハーからの放射損に比べ対流損は小さいた
め、光照射で加熱されるウエハーの温度は光源お
よび周囲からの輻射熱量とウエハー表面よりの放
射熱量との平衡によつて定まる。ところが実際の
光源の大きさは有限であるため、ウエハーの上下
両面を均一に光照射してもウエハーの端面に入射
する光量は一般には上下両面に比べて少く、この
ためウエハーの周辺部の温度は中心部に比べて低
くなり、その温度差は数十℃〜50℃以上におよ
び、温度勾配の生じる範囲も端面より10mm程度で
ある。この温度差が原因となつてウエハーに「反
り」や「スリツプライン」が発生し、プロセス上
重要な物性値であるシート抵抗値や接合深さが不
均一となる不具合が生じる。
このようにウエハーに大きな「反り」が発生す
ると、後の処理工程例えばフオトエツチング処理
工程においてパターン像が乱れるため支障をきた
し、また「スリツプライン」が発生すると、ウエ
ハーそのものが半導体材料として使用し得ない無
価値なものとなり重大な損失を招くこととなる。
ると、後の処理工程例えばフオトエツチング処理
工程においてパターン像が乱れるため支障をきた
し、また「スリツプライン」が発生すると、ウエ
ハーそのものが半導体材料として使用し得ない無
価値なものとなり重大な損失を招くこととなる。
従来は、この温度差を解消するために、主にウ
エハーの周辺部を加熱するように、ウエハーの周
辺近傍にリング状のシーターを設けるとか、或は
それ自身光照射を受けて昇温するようなリング状
昇温部材を配置するとか等、補助加熱器をウエハ
ー周辺近傍に配置して中央部と周辺部の昇温の物
一化を計つたり、ウエハーの中央部を照射する光
を弱めるために、その中央部分の光透過性を悪く
したフイルターを光源とウエハーとの間に配置し
て、ウエハーの中央部の入射光量を周辺部に比べ
て抑制するなどの方法が研究され、また一部は実
用化されている。
エハーの周辺部を加熱するように、ウエハーの周
辺近傍にリング状のシーターを設けるとか、或は
それ自身光照射を受けて昇温するようなリング状
昇温部材を配置するとか等、補助加熱器をウエハ
ー周辺近傍に配置して中央部と周辺部の昇温の物
一化を計つたり、ウエハーの中央部を照射する光
を弱めるために、その中央部分の光透過性を悪く
したフイルターを光源とウエハーとの間に配置し
て、ウエハーの中央部の入射光量を周辺部に比べ
て抑制するなどの方法が研究され、また一部は実
用化されている。
ところが、これらはいずれも構造が複雑となる
点が少々問題であつた。
点が少々問題であつた。
そこで本発明は、簡単な方法でウエハーの周辺
部と中央部とを均一に昇温することが可能な光照
射炉によるウエハーの熱処理法を提供することを
目的とし、その構成は、ウエハーの周辺部に沿つ
て帯状に酸化被膜を形成せしめ、その周辺部の反
射率を低下させることによつて周辺部が中央部よ
り輻射熱を吸収しやすいようにしてハロゲンラン
プなどの光を連続して照射することによりウエハ
ーを熱処理することを特徴とするものである。
部と中央部とを均一に昇温することが可能な光照
射炉によるウエハーの熱処理法を提供することを
目的とし、その構成は、ウエハーの周辺部に沿つ
て帯状に酸化被膜を形成せしめ、その周辺部の反
射率を低下させることによつて周辺部が中央部よ
り輻射熱を吸収しやすいようにしてハロゲンラン
プなどの光を連続して照射することによりウエハ
ーを熱処理することを特徴とするものである。
一般にある物質の表面に異種の薄膜を入射光の
波長程度の厚さで付着した場合、反射率は膜厚に
従つて変化するが、本発明はこの効果を利用する
ことにより効率よく前記の目的を達成するもので
ある。
波長程度の厚さで付着した場合、反射率は膜厚に
従つて変化するが、本発明はこの効果を利用する
ことにより効率よく前記の目的を達成するもので
ある。
以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体
的に説明する。
的に説明する。
第１図は本発明を実施するための光照射炉の概
略の説明図であつて、炉内には長尺なハロゲンラ
ンプなどよりなるランプ１が加熱空間２を囲むよ
うに上方および下方にそれぞれ平面状に密に並ん
で設けられている。ランプ１の背後にはそれぞれ
ミラー３が設けられ、ランプ１の光（非閃光）が
加熱空間２に向けて照射されるようになつている
が、このミラー３には図示略の冷却水路が設けら
れて水冷されている。そして加熱空間２には一端
に開口を有する石英ガラスからなる容器４が配置
されているが、その中央部に円環状の石英ガラス
からなるウエハー支持器５が出し入れ自在に保持
されている。
略の説明図であつて、炉内には長尺なハロゲンラ
ンプなどよりなるランプ１が加熱空間２を囲むよ
うに上方および下方にそれぞれ平面状に密に並ん
で設けられている。ランプ１の背後にはそれぞれ
ミラー３が設けられ、ランプ１の光（非閃光）が
加熱空間２に向けて照射されるようになつている
が、このミラー３には図示略の冷却水路が設けら
れて水冷されている。そして加熱空間２には一端
に開口を有する石英ガラスからなる容器４が配置
されているが、その中央部に円環状の石英ガラス
からなるウエハー支持器５が出し入れ自在に保持
されている。
ウエハー６は支持器５の爪５ａによつて支持さ
れて熱処理されるが、このウエハー６は、直径４
インチ、厚さ0.5mmのシリコンウエハーに、注入
エネルギー40KeVで４×1015個／cm2のホウ素イオ
ンを打ち込んだものであり、更に、表面には端面
６ａから約５mm巾の円環帯状のSiO2からなる酸
化被膜７が形成されている。この酸化被膜７の膜
厚は約600nmであつて、反射率が酸化被膜７の形
成されていなくて、実質上鏡面研磨されている中
央部のそれに比べて低下する。第３図はウエハー
６表面における反射率、輻射熱吸収量および温度
を定性的に示したものであるが、前記の条件の酸
化被膜７を形成したときは、周辺部の反射率は約
10〜25％低下する。このためウエハー６表面を均
一に照射すると、ウエハー６の輻射熱吸収量は周
辺部が多くなり、周辺部の大きな熱放散を補償す
る。このウエハー６を温度1200℃に10秒間保持し
て加熱すると、従来の酸化被膜７を形成しないも
のでは第３図の点線で示すように周辺部に温度勾
配が生じて100℃にも及ぶ温度差があつたものが、
本実施例では酸化被膜７の前述の効果により温度
勾配がほとんど生じず、端面６ａ部分が中央部よ
りわずかに15℃ほど低いか、あるいは15℃以内の
温度差であつた。この結果、ウエハー６には「反
り」や「スリツプライン」が発生せず、規格に合
格するものを得ることができた。
れて熱処理されるが、このウエハー６は、直径４
インチ、厚さ0.5mmのシリコンウエハーに、注入
エネルギー40KeVで４×1015個／cm2のホウ素イオ
ンを打ち込んだものであり、更に、表面には端面
６ａから約５mm巾の円環帯状のSiO2からなる酸
化被膜７が形成されている。この酸化被膜７の膜
厚は約600nmであつて、反射率が酸化被膜７の形
成されていなくて、実質上鏡面研磨されている中
央部のそれに比べて低下する。第３図はウエハー
６表面における反射率、輻射熱吸収量および温度
を定性的に示したものであるが、前記の条件の酸
化被膜７を形成したときは、周辺部の反射率は約
10〜25％低下する。このためウエハー６表面を均
一に照射すると、ウエハー６の輻射熱吸収量は周
辺部が多くなり、周辺部の大きな熱放散を補償す
る。このウエハー６を温度1200℃に10秒間保持し
て加熱すると、従来の酸化被膜７を形成しないも
のでは第３図の点線で示すように周辺部に温度勾
配が生じて100℃にも及ぶ温度差があつたものが、
本実施例では酸化被膜７の前述の効果により温度
勾配がほとんど生じず、端面６ａ部分が中央部よ
りわずかに15℃ほど低いか、あるいは15℃以内の
温度差であつた。この結果、ウエハー６には「反
り」や「スリツプライン」が発生せず、規格に合
格するものを得ることができた。
この様に、本発明はウエハーの周辺部に沿つて
帯状に酸化被膜を形成せしめ、その周辺部の反射
率を低下させることによつて周辺部が中央部より
輻射熱を吸収しやすいようにしたので、補助加熱
器などを必要とすることなくウエハーを均一に昇
温させることができる。そして、酸化被膜の物質
と膜厚とを選定することにより、要求される反射
率を容易に得ることが可能となり、操業条件が異
つても常に均一に昇温させることができるととも
に、酸化被膜形成は従来より確立された技術を用
いて簡単に行うことができ、また、ウエハーの支
持部構造が簡単になり、プロセスの自動化や量産
化にも適している。従つて、本発明によれば簡単
な方法でウエハーの周辺部と中央部とを均一に昇
温することが可能となり、「反り」や「スリツプ
ライン」の生じないウエハーを得ることができる
熱処理法を提供できる。
帯状に酸化被膜を形成せしめ、その周辺部の反射
率を低下させることによつて周辺部が中央部より
輻射熱を吸収しやすいようにしたので、補助加熱
器などを必要とすることなくウエハーを均一に昇
温させることができる。そして、酸化被膜の物質
と膜厚とを選定することにより、要求される反射
率を容易に得ることが可能となり、操業条件が異
つても常に均一に昇温させることができるととも
に、酸化被膜形成は従来より確立された技術を用
いて簡単に行うことができ、また、ウエハーの支
持部構造が簡単になり、プロセスの自動化や量産
化にも適している。従つて、本発明によれば簡単
な方法でウエハーの周辺部と中央部とを均一に昇
温することが可能となり、「反り」や「スリツプ
ライン」の生じないウエハーを得ることができる
熱処理法を提供できる。
第１図は本発明実施例に用いられる光照射炉の
概略説明図、第２図はウエハーとウエハー支持器
の平面図、第３図は特性値の定性説明図をそれぞ
れ示す。 １…ランプ、２…加熱空間、３…ミラー、４…
容器、５…ウエハー支持器、６…ウエハー、７…
酸化被膜。
概略説明図、第２図はウエハーとウエハー支持器
の平面図、第３図は特性値の定性説明図をそれぞ
れ示す。 １…ランプ、２…加熱空間、３…ミラー、４…
容器、５…ウエハー支持器、６…ウエハー、７…
酸化被膜。
Claims (1)
- １ 半導体ウエハーの周辺部に沿つて帯状に酸化
被膜を形成せしめ、その周辺部の反射率を低下さ
せることによつて周辺部が中央部より幅射熱を吸
収しやすいようにしてハロゲンランプなどの光を
連続して照射することにより熱処理することを特
徴とする光照射炉による半導体ウエハーの熱処理
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13436983A JPS6027115A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光照射炉による半導体ウエハ−の熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13436983A JPS6027115A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光照射炉による半導体ウエハ−の熱処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6027115A JPS6027115A (ja) | 1985-02-12 |
| JPH025295B2 true JPH025295B2 (ja) | 1990-02-01 |
Family
ID=15126764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13436983A Granted JPS6027115A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光照射炉による半導体ウエハ−の熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027115A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2778068B2 (ja) * | 1988-12-14 | 1998-07-23 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の熱処理方法 |
| JPH09246202A (ja) * | 1996-03-07 | 1997-09-19 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 熱処理方法および半導体単結晶基板 |
| JP4712371B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2011-06-29 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2014120664A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 剥離補助方法および剥離補助装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169125A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-25 | Ushio Inc | 半導体ウエハ−の加熱方法 |
-
1983
- 1983-07-25 JP JP13436983A patent/JPS6027115A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169125A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-25 | Ushio Inc | 半導体ウエハ−の加熱方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6027115A (ja) | 1985-02-12 |
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