JPH04298026A - 半導体ウエハのアニール方法 - Google Patents
半導体ウエハのアニール方法Info
- Publication number
- JPH04298026A JPH04298026A JP6343591A JP6343591A JPH04298026A JP H04298026 A JPH04298026 A JP H04298026A JP 6343591 A JP6343591 A JP 6343591A JP 6343591 A JP6343591 A JP 6343591A JP H04298026 A JPH04298026 A JP H04298026A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafer
- wafer
- annealing
- semiconductor
- dummy
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000137 annealing Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 65
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳｉやＧａＡｓ、ある
いはＩｎＰなどの半導体ウエハのアニール方法に関する
ものである。
いはＩｎＰなどの半導体ウエハのアニール方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハ上に半導体装置を製造する
際に、種々の目的で半導体ウエハをアニールすることが
行われている。特に、ＧａＡｓ等の化合物半導体基板上
に半導体装置を製造する場合、その基板上に選択的に電
気伝導の良い場所を作るためにＳｉイオンを注入し、ア
ニールすることで活性化させている。この活性化の方法
として、電気炉中をＮ２ 雰囲気にして間接加熱するこ
とによりアニールする方法と、タングステンランプの輻
射熱により直接加熱してアニールする方法（以下ＲＴＡ
法；Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ法とい
う。）との２通りの方法が行われている。前者の間接加
熱による方法では、電気炉内の昇温、及び降温に時間が
かかり、アニールに要する時間が１〜２時間と長い。そ
のため注入したＳｉイオンが半導体ウエハの面に対し垂
直方向、及び水平方向に拡散して半導体装置の特性を悪
化させ、同時にＳｉイオンの活性化が低下する等の問題
があった。
際に、種々の目的で半導体ウエハをアニールすることが
行われている。特に、ＧａＡｓ等の化合物半導体基板上
に半導体装置を製造する場合、その基板上に選択的に電
気伝導の良い場所を作るためにＳｉイオンを注入し、ア
ニールすることで活性化させている。この活性化の方法
として、電気炉中をＮ２ 雰囲気にして間接加熱するこ
とによりアニールする方法と、タングステンランプの輻
射熱により直接加熱してアニールする方法（以下ＲＴＡ
法；Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ法とい
う。）との２通りの方法が行われている。前者の間接加
熱による方法では、電気炉内の昇温、及び降温に時間が
かかり、アニールに要する時間が１〜２時間と長い。そ
のため注入したＳｉイオンが半導体ウエハの面に対し垂
直方向、及び水平方向に拡散して半導体装置の特性を悪
化させ、同時にＳｉイオンの活性化が低下する等の問題
があった。
【０００３】これに比べ後者の直接加熱によるＲＴＡ法
では、タングステンランプの輻射熱を用いるため数秒で
アニールでき、注入したＳｉイオンを高活性化すること
ができる。この方法では、図５（ａ）に示される装置を
用いている。炉３内の上部、及び下部には複数のタング
ステンランプ４が並んで設置され、半導体ウエハ１は石
英トレイ２に設置されている。そして、アニール時には
これらタングステンランプ４によって半導体ウエハ１が
直接加熱される。この炉３内で使用されている石英トレ
イ２には、図５（ｂ）に示されるものがある。図示され
ているように、石英トレイ２の貫通孔７の四方から中心
点に向かって支持バー５が設けられており、ここに半導
体ウエハ１が支持される。このような治具を用い、タン
グステンランプ４によって半導体ウエハ１を直接加熱す
る。
では、タングステンランプの輻射熱を用いるため数秒で
アニールでき、注入したＳｉイオンを高活性化すること
ができる。この方法では、図５（ａ）に示される装置を
用いている。炉３内の上部、及び下部には複数のタング
ステンランプ４が並んで設置され、半導体ウエハ１は石
英トレイ２に設置されている。そして、アニール時には
これらタングステンランプ４によって半導体ウエハ１が
直接加熱される。この炉３内で使用されている石英トレ
イ２には、図５（ｂ）に示されるものがある。図示され
ているように、石英トレイ２の貫通孔７の四方から中心
点に向かって支持バー５が設けられており、ここに半導
体ウエハ１が支持される。このような治具を用い、タン
グステンランプ４によって半導体ウエハ１を直接加熱す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のＲＴＡ法により
アニールを行ったときの半導体ウエハ１の面内の温度分
布状態を図６に示す。同図では横軸が半導体ウエハ１の
面の中心からの距離を示し、炉３内の昇温段階、温度制
御段階、及び安定状態の各段階における温度分布を示し
ている。この図からわかるように、半導体ウエハ１の上
下のみからの輻射線による直接加熱では、安定状態にお
いて、半導体ウエハ１のオリエンテーションフラット部
（以下、ＯＦ部という）と中央部との間に大きな温度差
が生じている。ＯＦ部以外の半導体ウエハ１の端部と中
央部との間にも、同様に温度差が生じる。このため半導
体ウエハ１の結晶自体が歪むスリップラインが発生した
り、あるいは半導体ウエハ１の面内に注入されたイオン
が不均一になる等の問題がある。
アニールを行ったときの半導体ウエハ１の面内の温度分
布状態を図６に示す。同図では横軸が半導体ウエハ１の
面の中心からの距離を示し、炉３内の昇温段階、温度制
御段階、及び安定状態の各段階における温度分布を示し
ている。この図からわかるように、半導体ウエハ１の上
下のみからの輻射線による直接加熱では、安定状態にお
いて、半導体ウエハ１のオリエンテーションフラット部
（以下、ＯＦ部という）と中央部との間に大きな温度差
が生じている。ＯＦ部以外の半導体ウエハ１の端部と中
央部との間にも、同様に温度差が生じる。このため半導
体ウエハ１の結晶自体が歪むスリップラインが発生した
り、あるいは半導体ウエハ１の面内に注入されたイオン
が不均一になる等の問題がある。
【０００５】そこで本発明では、上記の問題を解決した
半導体ウエハのアニール方法を提供する。
半導体ウエハのアニール方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ウエハ
とほぼ同じ熱伝導率の材質からなるガード部材を用いて
半導体ウエハの周囲を円形状に近接して囲み、半導体ウ
エハとほぼ同じ熱伝導率の材質からなるダミー部材で、
半導体ウエハのオリエンテーションフラット部とガード
部材との隙間を埋め、半導体ウエハとガード部材、及び
ダミー部材に輻射線を照射して直接加熱することにより
アニールすることを特徴とする。
とほぼ同じ熱伝導率の材質からなるガード部材を用いて
半導体ウエハの周囲を円形状に近接して囲み、半導体ウ
エハとほぼ同じ熱伝導率の材質からなるダミー部材で、
半導体ウエハのオリエンテーションフラット部とガード
部材との隙間を埋め、半導体ウエハとガード部材、及び
ダミー部材に輻射線を照射して直接加熱することにより
アニールすることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明によれば、アニール時に半導体ウエハの
周囲を囲むように円形状にガード部材が配設され、しか
もこれらは互いに近接させられるので、輻射加熱される
際にはこれらが実効的に一体の被加熱体となる。このた
め、両者を組み合わせた被加熱体の全面の温度分布は、
従来のアニール方法における場合と同様であっても、そ
の被加熱体の周囲部分以外の部分に相当する半導体ウエ
ハ面ではほぼ均一な温度分布を得ることができる。
周囲を囲むように円形状にガード部材が配設され、しか
もこれらは互いに近接させられるので、輻射加熱される
際にはこれらが実効的に一体の被加熱体となる。このた
め、両者を組み合わせた被加熱体の全面の温度分布は、
従来のアニール方法における場合と同様であっても、そ
の被加熱体の周囲部分以外の部分に相当する半導体ウエ
ハ面ではほぼ均一な温度分布を得ることができる。
【０００８】さらに、半導体ウエハのＯＦ部とガード部
材との隙間を半導体ウエハとほぼ同じ熱伝導率の材質か
らなるダミー部材で埋めるため、輻射加熱される際には
ダミー部材が半導体ウエハと同じように温度上昇する。 従って、これまでアニール時に生じていた、隙間の相対
的な温度低下を防ぐことができる。
材との隙間を半導体ウエハとほぼ同じ熱伝導率の材質か
らなるダミー部材で埋めるため、輻射加熱される際には
ダミー部材が半導体ウエハと同じように温度上昇する。 従って、これまでアニール時に生じていた、隙間の相対
的な温度低下を防ぐことができる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１０】図１は、本発明の実施例に係るアニール方
法に用いる治具上の配置を示す斜視図であり、図２はそ
の上面図、及びＡ−Ａ線断面図である。石英トレイ２に
取り付けられている支持バー５は、石英トレイ２の貫通
孔７の四方から中心点に向かって延びており、この支持
バー５によってアニールに関与しないＳｉウエハを用い
たウエハサセプタ８が支えられている。アニールを行う
際には、このウエハサセプタ８上にアニールを施す半導
体ウエハ１を置き、その周囲に、前述の半導体ウエハ１
とほぼ同じ熱伝導率の材質で形成された円形状のガード
リング６を設置する。このときガードリング６の内側の
面と半導体ウエハ１の側面との隙間は、それらが一体的
に輻射加熱されるように、例えば１ｍｍ程度以下に抑え
ることが重要である。従ってアニール時には半導体ウエ
ハ１とガードリング６は一体化し、輻射加熱される被加
熱体の面積を、本来処理すべき半導体ウエハ１の面積よ
りも実効的に大きくすることができる。
法に用いる治具上の配置を示す斜視図であり、図２はそ
の上面図、及びＡ−Ａ線断面図である。石英トレイ２に
取り付けられている支持バー５は、石英トレイ２の貫通
孔７の四方から中心点に向かって延びており、この支持
バー５によってアニールに関与しないＳｉウエハを用い
たウエハサセプタ８が支えられている。アニールを行う
際には、このウエハサセプタ８上にアニールを施す半導
体ウエハ１を置き、その周囲に、前述の半導体ウエハ１
とほぼ同じ熱伝導率の材質で形成された円形状のガード
リング６を設置する。このときガードリング６の内側の
面と半導体ウエハ１の側面との隙間は、それらが一体的
に輻射加熱されるように、例えば１ｍｍ程度以下に抑え
ることが重要である。従ってアニール時には半導体ウエ
ハ１とガードリング６は一体化し、輻射加熱される被加
熱体の面積を、本来処理すべき半導体ウエハ１の面積よ
りも実効的に大きくすることができる。
【００１１】さらに、円形状のガードリング６と半導体
ウエハ１のＯＦ部に生じる隙間に、半導体ウエハ１とほ
ぼ同じ熱伝導率の材料からなるダミーウエハ９を埋め込
むように設置する。このため輻射加熱される際、ＯＦ部
とダミーウエハ９との間の隙間に生ずる相対的な温度低
下を防ぐことができる。
ウエハ１のＯＦ部に生じる隙間に、半導体ウエハ１とほ
ぼ同じ熱伝導率の材料からなるダミーウエハ９を埋め込
むように設置する。このため輻射加熱される際、ＯＦ部
とダミーウエハ９との間の隙間に生ずる相対的な温度低
下を防ぐことができる。
【００１２】上述の配置により、アニール時に不都合な
温度差が生じる部分を、ガードリング６に局限すること
ができる。
温度差が生じる部分を、ガードリング６に局限すること
ができる。
【００１３】図３（ａ）は、本発明に係るアニール方法
における炉３内部の時間的温度変化を示したものである
。図３（ｂ）は、この炉３内で上述のガードリング６及
びダミーウエハ９を使用してアニールを行った場合の半
導体ウエハ１の温度分布の概略を示したものである。 なお、横軸は、半導体ウエハ１の中心からの距離を示し
ている。
における炉３内部の時間的温度変化を示したものである
。図３（ｂ）は、この炉３内で上述のガードリング６及
びダミーウエハ９を使用してアニールを行った場合の半
導体ウエハ１の温度分布の概略を示したものである。 なお、横軸は、半導体ウエハ１の中心からの距離を示し
ている。
【００１４】まず、炉３内の昇温段階では上下のタング
ステンランプ４が点灯し、昇温が開始されて半導体ウエ
ハ１の温度が上昇する（同図（ａ）図示）。このとき、
半導体ウエハ１とほぼ同じ熱伝導率であるガードリング
６及びダミーウエハ９の温度も上昇し、被加熱体として
一体化して温度上昇する。ガードリング６は半導体ウエ
ハ１を含んだ被加熱体の実効的な端部に相当するため、
炉３内が安定状態に入ると半導体ウエハ１の端部とガー
ドリング６の間には温度差が生じるが、半導体ウエハ１
とその端部との間に温度差が生じることがない（図３（
ｂ）図示）。さらに、半導体ウエハ１のＯＦ部とガード
リング６との隙間には、半導体ウエハ１とほぼ同じ熱伝
導率を有するダミーウエハ９が設置されているので、従
来この隙間に生じていたアニール中の相対的な温度低下
を防ぐことができる。
ステンランプ４が点灯し、昇温が開始されて半導体ウエ
ハ１の温度が上昇する（同図（ａ）図示）。このとき、
半導体ウエハ１とほぼ同じ熱伝導率であるガードリング
６及びダミーウエハ９の温度も上昇し、被加熱体として
一体化して温度上昇する。ガードリング６は半導体ウエ
ハ１を含んだ被加熱体の実効的な端部に相当するため、
炉３内が安定状態に入ると半導体ウエハ１の端部とガー
ドリング６の間には温度差が生じるが、半導体ウエハ１
とその端部との間に温度差が生じることがない（図３（
ｂ）図示）。さらに、半導体ウエハ１のＯＦ部とガード
リング６との隙間には、半導体ウエハ１とほぼ同じ熱伝
導率を有するダミーウエハ９が設置されているので、従
来この隙間に生じていたアニール中の相対的な温度低下
を防ぐことができる。
【００１５】図４は、半導体ウエハ１の面内の時間的温
度変化を示したものである。上述したように、ガードリ
ング６は輻射加熱される被加熱体の端部に相当し、半導
体ウエハ１及びダミーウエハ９は被加熱体の中央部に相
当しているので、安定状態に入るとその半導体ウエハ１
の全面の温度分布はほぼ均一になる。
度変化を示したものである。上述したように、ガードリ
ング６は輻射加熱される被加熱体の端部に相当し、半導
体ウエハ１及びダミーウエハ９は被加熱体の中央部に相
当しているので、安定状態に入るとその半導体ウエハ１
の全面の温度分布はほぼ均一になる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、半導体ウエハとほぼ同
一の熱伝導率であるダミー部材、及びガード部材を用い
てアニール時の被加熱体を一体化させ、面積を大きくす
ることができる。そのためダミー部材、及びガード部材
が被加熱体の実効的な端部となり、実効的な中央部であ
る半導体ウエハ面内ではほぼ均一な温度分布を得ること
ができる。従って、半導体ウエハのスリップラインの発
生、及び反り等をなくすことができ、注入イオンの活性
化やＳｉ−ＭＯＳの絶縁膜の形成等を面内で均一に行う
ことができる。
一の熱伝導率であるダミー部材、及びガード部材を用い
てアニール時の被加熱体を一体化させ、面積を大きくす
ることができる。そのためダミー部材、及びガード部材
が被加熱体の実効的な端部となり、実効的な中央部であ
る半導体ウエハ面内ではほぼ均一な温度分布を得ること
ができる。従って、半導体ウエハのスリップラインの発
生、及び反り等をなくすことができ、注入イオンの活性
化やＳｉ−ＭＯＳの絶縁膜の形成等を面内で均一に行う
ことができる。
【図１】本発明の実施例に用いる治具上の配置を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明の実施例に用いる治具上の配置を示す上
面図、及び断面図である。
面図、及び断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る半導体ウエハ面内の温度
分布を示す図である。
分布を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る半導体ウエハ面内の時間
的温度変化を示す図である。
的温度変化を示す図である。
【図５】従来の炉内の設置状況を示す図である。
【図６】従来のアニール方法における半導体ウエハ面内
の時間的温度変化を示す図である。
の時間的温度変化を示す図である。
１…半導体ウエハ
２…石英トレイ
５…支持バー
６…ガードリング
７、７ａ…貫通孔
８…サセプタ
９…ダミーウエハ
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体ウエハと略同じ熱伝導率の材質
からなるガード部材を用いて当該半導体ウエハの周囲を
円形状に近接して囲み、前記半導体ウエハと略同じ熱伝
導率の材質からなるダミー部材で、当該半導体ウエハの
オリエンテーションフラット部と前記ガード部材との隙
間を埋め、前記半導体ウエハとガード部材、及びダミー
部材に輻射線を照射して直接加熱することによりアニー
ルすることを特徴とする半導体ウエハのアニール方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6343591A JPH04298026A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 半導体ウエハのアニール方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6343591A JPH04298026A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 半導体ウエハのアニール方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298026A true JPH04298026A (ja) | 1992-10-21 |
Family
ID=13229196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6343591A Pending JPH04298026A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 半導体ウエハのアニール方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04298026A (ja) |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP6343591A patent/JPH04298026A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0992625A (ja) | 熱処理用ボ−ト | |
| JPH09237789A (ja) | 遮蔽体および熱処理装置および熱処理方法 | |
| JP3493880B2 (ja) | 輻射加熱装置および加熱方法 | |
| JP4143376B2 (ja) | 加熱装置及び半導体素子製造装置用ヒータアセンブリ | |
| JPH09199437A (ja) | 半導体ウェーハ支持装置 | |
| US5219798A (en) | Method of heating a semiconductor substrate capable of preventing defects in crystal from occurring | |
| JPS6244848B2 (ja) | ||
| JPH04298026A (ja) | 半導体ウエハのアニール方法 | |
| JPS59178718A (ja) | 半導体基体の処理装置 | |
| JPH04277619A (ja) | 半導体ウエハのアニール方法 | |
| JPH0424917A (ja) | 半導体ウエハのアニール方法及びそれに用いられるアニール用治具 | |
| JPH04239120A (ja) | 気相成長方法 | |
| JP2758770B2 (ja) | 半導体基板熱処理用治具 | |
| JPH02185037A (ja) | 短時間熱処理装置 | |
| US6091889A (en) | Rapid thermal processor for heating a substrate | |
| JP4029610B2 (ja) | ウェーハ支持具 | |
| JP2800464B2 (ja) | 化合物半導体基板用アニール処理炉 | |
| JPH0323629A (ja) | 半導体素子製造装置 | |
| JPH0661165A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP2002184714A (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
| JP2841438B2 (ja) | 短時間熱処理方法 | |
| JPH06333914A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPS6331096B2 (ja) | ||
| JPH098049A (ja) | 基板加熱装置 | |
| JPH07326593A (ja) | 熱処理装置及び熱処理方法 |