JPH0323629A - Manufacture apparatus for semiconductor element - Google Patents
Manufacture apparatus for semiconductor elementInfo
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Abstract
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体素子製造装置、特にランブアニール、ラ
ンプ酸化装置に用いるランプ加熱装置に関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to a lamp heating device used in semiconductor device manufacturing equipment, particularly in lamp annealing and lamp oxidation equipment.
【従来の技術J
半導体素子製造工程において、薄い拡散層の活性化及び
薄い絶縁膜の形成等にランプ加熱装置が用いられている
。ランプ加熱処理したウェハーには結晶が転移し、スリ
ップラインが入りやすいという欠点がある。このスリッ
プラインは、急激な熱処理工程を行ったときにウェハー
面内の温度(特にウェハーのエッジの温度)が均一でな
くなるために発生する。
スリップを解決するためには、ウェハーの温度を均一に
すれば良いことが知られている。そこで、リドユースド
サーマル プロセッシング フォオ ユウエルエスア
イ(Reduced Thermal Proces−
stng for tJLs1)1989年でC,Il
illらによりシリコンウェハーの周囲をシリコンのガ
ードリングで囲み、光学的にウェハーエッジを拡張し、
スリップラインを入りにくくするという試みが報告され
た。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、この方法では処理条件によりガードリン
グとウェハー間隔を調整しなくてはならない。また、ガ
ードリングは使用によって劣化し、輻射熱の出方が変化
する等、量産性に問題が残されている。
本発明の目的はウェハーの温度を均一化するランプヒー
タを用いて安定したウェハー温度分布を得る装置を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段}
上記目的を達成するため、本発明は、ウェハーを上方よ
り加熱する加熱処理用ランプヒータを備えた半導体素子
製造装置において、前記ウェハーを裏面側より加熱し、
前記加熱処理用ランプヒータの加熱に起因してウェハー
の面内に生ずる不均一な温度分布を補正する補正用ラン
プヒータを有するものである。
また、本発明によれば、前記補正用ランプヒータの設定
位置をウェハーの面内に生ずる温度分布に応じて該ウェ
ハーからの距離を変化させることによってウェハーの面
内に生ずる不均一な温度分布を補正するものである.
〔作用〕
ランプ加熱処理したウェハーには、結晶が転移し、スリ
ップラインが入りやすいという欠点がある。このスリッ
プラインは、急激な熱処理工程を行ったときにウェハー
面内の温度(特にウェハーのエッジの温度)が均一でな
くなるために発生する。
本発明の方法では、上方のランプで加熱することにより
発生するウェハー面内の温度不均一をウェハー裏面又は
、周囲のヒータ源により補正し、ウェハー面内の温度を
均一にすることが可能となる。これによりウェハー上の
スリップはなくなる。
しかも、ヒータを用いることによりシリコンのガードリ
ングと異なり、劣化がほとんど起こらない。
このこと、から量産性にも適しているといえる。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
第1図において、6は水冷チャンバを内蔵した筐体であ
る。該筐体6の上部開口は、加熱処理用のランプヒータ
としてタングステンランプ9が取付けられ、反射板を兼
ねた蓋板8で施蓋されている。筐体6内は前記タングス
テンランプ9の石英窓となる石英板2aで上下に区画さ
れ、王室にヒータチャンバ1,下室にプロセスチャンバ
5を形成している。ヒータチャンバlの内壁にはミラー
7が設置され、前記タングステンランブ9の直接光及び
各面のなラー7からの反射光は石英板2aを通してプロ
セスチャンバ5内へ照射される。本発明において、プロ
セスチャンバ5内を石英窓となる石英板2bで上下に区
画し,石英板2b上にウェハー支持ビン4を設け、石英
板2bの下方に前記支持ビン4上に支えられたウェハー
3の裏面を加熱する補正用ランブヒー夕としてタングス
テンランプ10を設置したものである。第2図の実施例
ではウェハー3の面積領域を越えて一定の範囲にわたり
補正用タングステンランプlOを平行に配置した例を示
している。
第3図はウェハー3の裏面を加熱するタングステンラン
プIOとして大小異径のランプを同心円状に配置した例
である。
以上第2図,第3図の実施例はウェハー3の裏面の全領
域をタングステンランプIOでほぼ均一に加熱する例で
ある。ウェハー3の裏面全体が下方のタングステンラン
プlOで加熱され、上方のタングステンランブ9の発熱
によってウェハー3に生ずる面内の温度分布の不均一が
補正される。ところで、ウェハー3をランプ加熱処理し
たときにスリップラインが入りやすいのは、特にウェハ
ーのエッジの温度が均一でなくなることに起因するのは
前述のとおりである。したがって、ウェハー3の面内の
温度分布の変動にあわせてウェハー3の裏面を加熱する
補正用タングステンランプ10の配列、加熱位置を調整
することが望ましい。
第4図の実施例では長短のタングステンランプの組合せ
を用いてウェハー3の裏面側から中央部分の面を加熱す
るタングステンランプIOの一部を除いた例である。さ
らにウェハー3の面内の温度分布の変動は、より具体的
には中央部に比して周縁部の温度が低いということであ
る。第5図の例では長短のタングステンランプの組合せ
を用いてウェハー3の周縁を象って一定範囲の領域に補
正用タングステンランプlOを設置した例である。
以上第4図,第5図の実施例では温度分布にしたがって
局部的にウェハー3の裏面を加熱し、全体としてウェハ
ー面内の温度分布を一定に補正することができる。
第6図はウェハー3の裏面を加熱する補正用タングステ
ンランプIOの配列を、該ウェハー3の裏面からの距離
を異ならせて設置した例を示している。実施例では石英
板2bの下方の筐体内底面にウェハー3の設置位置に対
応してその中央部から周縁部に立上る凹面を形成し、該
凹面に沿ってタングステンランプlOを平行に配列した
例を示している。したがって、本実施例ではタングステ
ンランプ10とウェハー3との間隔が中央部と周縁部と
では異なり、したがって、ウェハー3の中央部と周縁部
とでは輻射熱が異なり、ウェハー3の周縁部は中心部分
に比して高温に加熱され、全体としてランプ処理中のウ
ェハー3の面内の温度不均一が改善される。
以上各実施例ではタングステンランプは平行又は同心状
に配列した例を示したが、これに限られるものではなく
、並列状、交叉状の配列組合せを用いることも勿論でき
る。
【発明の効果】
以上のように本発明によるときにはランプ加熱処理され
たウェハーを裏面側から加熱することにより安定したウ
ェハーの温度分布を得ることができ、ひいてはランブア
ニール,ランプ酸化装置に用いてスリップラインが入ら
ない高品位の半導体素子を量産できる効果を有する。[Prior Art J] In a semiconductor device manufacturing process, a lamp heating device is used for activating a thin diffusion layer, forming a thin insulating film, and the like. Wafers subjected to lamp heat treatment have the drawback of crystal dislocation and slip lines. This slip line occurs because the temperature within the wafer surface (particularly the temperature at the edge of the wafer) becomes non-uniform when a rapid heat treatment process is performed. It is known that in order to solve slippage, it is sufficient to make the temperature of the wafer uniform. Therefore, Reduced Thermal Processing (Reduced Thermal Processing)
stng for tJLs1) C, Il in 1989
Ill et al. surrounded a silicon wafer with a silicon guard ring, optically extended the wafer edge,
Attempts to make slip lines difficult to enter have been reported. [Problems to be Solved by the Invention] However, in this method, the distance between the guard ring and the wafer must be adjusted depending on the processing conditions. In addition, the guard ring deteriorates with use, and the way radiant heat is emitted changes, leaving problems with mass production. An object of the present invention is to provide an apparatus that obtains a stable wafer temperature distribution using a lamp heater that equalizes the wafer temperature. [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device manufacturing apparatus equipped with a heat treatment lamp heater that heats a wafer from above, heating the wafer from the back side,
The present invention includes a correction lamp heater for correcting nonuniform temperature distribution that occurs within the surface of the wafer due to heating by the heat treatment lamp heater. Further, according to the present invention, by changing the setting position of the correction lamp heater from the wafer in accordance with the temperature distribution occurring within the wafer surface, uneven temperature distribution occurring within the wafer surface can be corrected. This is a correction. [Operation] Wafers subjected to lamp heat treatment have the disadvantage that crystals are dislocated and slip lines are likely to occur. This slip line occurs because the temperature within the wafer surface (particularly the temperature at the edge of the wafer) becomes non-uniform when a rapid heat treatment process is performed. In the method of the present invention, temperature non-uniformity within the wafer surface caused by heating with an upper lamp can be corrected by a heater source on the back surface of the wafer or in the surroundings, making it possible to equalize the temperature within the wafer surface. . This eliminates slippage on the wafer. Furthermore, by using a heater, there is almost no deterioration, unlike silicon guard rings. This makes it suitable for mass production. [Example] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 6 is a housing containing a water cooling chamber. A tungsten lamp 9 is attached to the upper opening of the housing 6 as a lamp heater for heat treatment, and the upper opening is covered with a lid plate 8 which also serves as a reflector. The interior of the casing 6 is divided into upper and lower sections by a quartz plate 2a serving as a quartz window for the tungsten lamp 9, with a heater chamber 1 in the upper chamber and a process chamber 5 in the lower chamber. A mirror 7 is installed on the inner wall of the heater chamber 1, and the direct light from the tungsten lamp 9 and the reflected light from the mirrors 7 on each surface are irradiated into the process chamber 5 through the quartz plate 2a. In the present invention, the interior of the process chamber 5 is divided into upper and lower parts by a quartz plate 2b serving as a quartz window, a wafer support bin 4 is provided on the quartz plate 2b, and a wafer supported on the support bin 4 is placed below the quartz plate 2b. A tungsten lamp 10 is installed as a correction lamp heater to heat the back side of the lamp. The embodiment shown in FIG. 2 shows an example in which correction tungsten lamps 1O are arranged in parallel over a certain range beyond the area of the wafer 3. FIG. 3 shows an example in which lamps of different sizes and diameters are arranged concentrically as tungsten lamps IO for heating the back surface of the wafer 3. The embodiments shown in FIGS. 2 and 3 are examples in which the entire back surface of the wafer 3 is heated almost uniformly by the tungsten lamp IO. The entire back surface of the wafer 3 is heated by the lower tungsten lamp 10, and the uneven temperature distribution within the surface of the wafer 3 caused by the heat generated by the upper tungsten lamp 9 is corrected. Incidentally, as described above, the reason why slip lines are likely to occur when the wafer 3 is subjected to lamp heat treatment is because the temperature in particular at the edge of the wafer is not uniform. Therefore, it is desirable to adjust the arrangement and heating position of the correction tungsten lamps 10 that heat the back surface of the wafer 3 in accordance with changes in the temperature distribution within the surface of the wafer 3. In the embodiment shown in FIG. 4, a combination of long and short tungsten lamps is used, and a part of the tungsten lamp IO that heats the central part of the wafer 3 from the back side is removed. Furthermore, the variation in the temperature distribution within the plane of the wafer 3 means, more specifically, that the temperature at the periphery is lower than that at the center. In the example shown in FIG. 5, correction tungsten lamps 1O are installed in a certain area around the periphery of the wafer 3 using a combination of long and short tungsten lamps. In the embodiments shown in FIGS. 4 and 5, the back surface of the wafer 3 is locally heated according to the temperature distribution, and the overall temperature distribution within the wafer surface can be corrected to a constant value. FIG. 6 shows an example in which correction tungsten lamps IO for heating the back surface of the wafer 3 are arranged at different distances from the back surface of the wafer 3. In this embodiment, a concave surface rising from the center to the periphery is formed on the bottom surface of the housing below the quartz plate 2b, corresponding to the installation position of the wafer 3, and the tungsten lamps 1O are arranged in parallel along the concave surface. It shows. Therefore, in this embodiment, the distance between the tungsten lamp 10 and the wafer 3 is different between the center and the periphery, and therefore the radiant heat is different between the center and the periphery of the wafer 3. In contrast, the wafer 3 is heated to a high temperature, and overall temperature non-uniformity within the surface of the wafer 3 during lamp processing is improved. In each of the above embodiments, the tungsten lamps are arranged in parallel or concentrically, but the arrangement is not limited to this, and it is of course possible to use a combination of parallel or intersecting arrangements. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a stable temperature distribution of the wafer can be obtained by heating a wafer that has been subjected to lamp heat treatment from the back side, and as a result, it can be used in a lamp annealing and lamp oxidation device to prevent slippage. This has the effect of mass producing high-quality semiconductor devices without the need for lines.
第l図は本発明装置の実施例を示す断面図、第2図〜第
5図はそれぞれ本発明の実施例を示すウェハーとタング
ステンランプとの関係を平面的に示す図、第6図はさら
に他の実施例を示す装置の断面図である。
l・・・ヒータチャンバ 2a, 2b・・・石英
板3・・・ウェハー 4・・・ウェハー支持
ビン5・・・プロセスチャンバ 6・・・筐体7・・
・ミラー 8・・・蓋板9・・・加熱処理
用タングステンランプ!0・・・補正用タングステンラ
ンプFIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the apparatus of the present invention, FIGS. 2 to 5 are planar views showing the relationship between a wafer and a tungsten lamp, respectively, and FIG. FIG. 7 is a sectional view of an apparatus showing another embodiment. l... Heater chamber 2a, 2b... Quartz plate 3... Wafer 4... Wafer support bin 5... Process chamber 6... Housing 7...
・Mirror 8...Lid plate 9...Tungsten lamp for heat treatment! 0... Tungsten lamp for correction
Claims (2)
ータを備えた半導体素子製造装置において、前記ウェハ
ーを裏面側より加熱し、前記加熱処理用ランプヒータの
加熱に起因してウェハーの面内に生ずる不均一な温度分
布を補正する補正用ランプヒータを有することを特徴と
する半導体素子製造装置。(1) In a semiconductor device manufacturing apparatus equipped with a lamp heater for heat treatment that heats a wafer from above, the wafer is heated from the back side, and a phenomenon occurs within the plane of the wafer due to the heating of the lamp heater for heat treatment. A semiconductor device manufacturing apparatus characterized by having a correction lamp heater for correcting non-uniform temperature distribution.
面内に生ずる温度分布に応じて該ウェハーからの距離を
変化させたことを特徴とする請求項(1)に記載の半導
体素子製造装置。(2) The semiconductor device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the setting position of the correction lamp heater is varied in distance from the wafer in accordance with the temperature distribution occurring within the plane of the wafer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15912789A JPH0323629A (en) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | Manufacture apparatus for semiconductor element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15912789A JPH0323629A (en) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | Manufacture apparatus for semiconductor element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0323629A true JPH0323629A (en) | 1991-01-31 |
Family
ID=15686831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15912789A Pending JPH0323629A (en) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | Manufacture apparatus for semiconductor element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0323629A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2013030190A1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Wafer holder and temperature conditioning arrangement and method of manufacturing a wafer |
JP2017152512A (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 株式会社Screenホールディングス | Heat treatment apparatus |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP15912789A patent/JPH0323629A/en active Pending
Cited By (8)
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JP4710255B2 (en) * | 2004-03-26 | 2011-06-29 | ウシオ電機株式会社 | Heating stage |
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