JPH07273100A

JPH07273100A - 半導体装置の熱処理方法及び熱処理装置

Info

Publication number: JPH07273100A
Application number: JP8374594A
Authority: JP
Inventors: Akito Yamamoto; 明人山本; Yuichi Mikata; 裕一見方; Kikuo Yamabe; 紀久夫山部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-20

Abstract

(57)【要約】【目的】処理を行うための目的温度までの昇温速度を
低下させることなく昇温し、かつ、速い冷却速度で冷却
する半導体基板の熱処理方法及びこの熱処理を実施する
ための熱処理装置を提供する。【構成】加熱体１１を一定温度に加熱維持する手段
と、半導体基板１４の表面が所定の温度に達するまで半
導体基板を一定温度に加熱維持された加熱体に近づける
手段と、半導体基板の表面が前記所定の温度に達した
後、半導体基板の移動を止めてその熱処理を行う手段
と、この熱処理が終了してから、半導体基板を加熱体か
ら遠ざけることにより冷却する手段と、半導体基板が前
記所定の温度に達する直前に少なくとも１度単位面積当
り単位時間に半導体基板に照射される熱量を減ずる手段
とを備えている。この照射される熱量を減ずる手段とし
て、半導体基板を加熱体から遠ざける手段を用いるか、
半導体基板と加熱体との間に熱遮蔽体２１を挿入する手
段を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の熱処理を伴
う製造方法及びその製造方法に用いる熱処理装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体装置の高集積
化、微細化に伴って、半導体基板の各層の薄膜化が進ん
でいる。また、半導体ウェーハは、６インチから８イン
チ、１２インチへとサイズの大口径化が進んでおり、大
面積の薄膜形成技術の開発が重要な課題となっている。
このような状況において、半導体装置に形成されるキャ
パシタ誘電体膜の形成やゲート酸化膜の形成、イオン注
入された不純物の拡散等は、膜質、膜厚や拡散深さが熱
処理によって大きく影響を受ける。この様な微細化され
た半導体装置内の浅い接合や低抵抗層等を形成する技術
が要求されているが、これらを実現するためには、高速
で温度を昇降温し（以下、高速昇降温という）、高温で
短時間の熱処理を行うことが有効である。さて、半導体
基板の大口径化がすすむにつれて枚葉式熱処理装置によ
る熱処理が多く用いられるようになった。被処理体であ
るシリコンなどの半導体基板を抵抗加熱体に接近させた
り遠ざけることによって高速昇降温を行う方法は、半導
体基板面内に発生する温度差を小さくすることができる
ので大口径の半導体基板の熱処理に有利である（特開平
３−１１６８２８号公報参照）。このような熱処理装置
を抵抗加熱式枚葉熱処理装置という。

【０００３】抵抗加熱式枚葉熱処理では、熱源である抵
抗加熱体に半導体基板を高速で接近させることことによ
って高速昇温を達成している。この接近させる速度を速
くしていくと昇温速度も大きくなっていくが、高温にな
るに連れて、次第に半導体基板の昇温速度が熱輻射の吸
収率で律速されるようになり、昇温速度が半導体基板の
移動速度に依存しなくなる。抵抗加熱式枚葉熱処理で最
大の昇温速度を得るには、前記の吸収率律速となるよう
な接近速度を用いれば良い。このような方法によって目
的とする所定の熱処理温度よりも比較的低い温度域での
昇温速度を大きくすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体基板の
高速昇降温を行う抵抗加熱式枚葉熱処理装置において、
この様な速度域で半導体基板を熱源である加熱体に近づ
けた場合、半導体基板が熱源に最も近づいた時点でも、
半導体基板の温度（基板温度）は目的とする所定の熱処
理温度（定常状態に達した時の目的温度）に比べてかな
り低い。そして、それ以降はほぼ一定の熱量を受けて昇
温することになる。図１は、従来の抵抗加熱式枚葉熱処
理装置の断面図であり、本発明の装置の製造方法にも適
用される装置である。図１１は、この装置を用いて行う
熱処理の時間変化を示す特性図である。横軸は加熱時間
（ｔ）、左側縦軸は半導体基板／加熱体間の距離
（Ｄ）、右側縦軸は半導体基板の基板温度（Ｔ）をそれ
ぞれ示している。この距離Ｄは、原点Ｄ1 の位置で半導
体基板と加熱体との間が最大である。この距離Ｄが小さ
くなるに従って半導体基板の温度Ｔは、加熱前の最低の
温度Ｔ1 から上昇していく。直線Ａは距離Ｄの時間的変
化を示し、曲線Ｂは、基板温度Ｔの時間的変化を示して
いる。距離Ｄは、最大の距離Ｄ1 から一定速度で小さく
なり、加熱時間ｔ1 で半導体基板が加熱体に最も近づい
た距離Ｄ2 に達する。

【０００５】この時間ｔ1 では、基板温度Ｔ2 は、目的
温度が１０００℃前後の場合に４００〜５００℃にしか
ならない。熱処理期間中は、この半導体基板が加熱体に
最も近づいた距離Ｄ2 が維持される。加熱時間ｔ2 にな
って基板温度Ｔは、目的温度Ｔ3 に達する。そして、一
定速度で距離Ｄが大きくなり、それにしたがって半導体
基板が冷却されていく。図に示すように、基板温度が上
がると共に半導体基板の自己放射が大きくなるために、
半導体基板の昇温速度が小さくなっていき、とくに、目
的温度の近傍では昇温速度の低下が顕著となる。図１２
に、加熱体の温度が一定の場合の半導体基板の温度の時
間変化の従来の例を示す。図は、半導体基板の基板温度
の熱処理工程における時間変化を示す特性図であり、縦
軸に基板温度（℃）を示し、横軸に加熱時間（sec)を示
す。目的温度よりも低い温度域でほぼ一定の昇温速度を
示しているが、目的温度の近傍では明らかな昇温速度の
低下がみられる。目的温度より２００℃低い温度のとき
からこの目的温度に達する間での時間は、約１０秒かか
っている。この現象は半導体基板が受ける熱輻射量が一
定の場合には避けられない現象である。

【０００６】目的温度以外の温度での熱履歴は余分な熱
履歴となり、拡散層深さや酸化膜厚の制御などを行う上
で好ましくない。また、半導体基板を熱源から遠ざける
ことにより冷却する場合には、熱源からの輻射は基板を
遠ざけているときにも半導体基板に達するため冷却速度
を低下させる要因となっている。従って、距離Ｄが最大
の距離Ｄ1 になっても基板温度Ｔ4 は、加熱前の最低の
温度Ｔ1 より高い状態にある。本発明は、このような事
情によりなされたものであり、熱処理を行うための目的
温度までの昇温速度を低下させることなく昇温し、か
つ、速い冷却速度で冷却する半導体基板の熱処理方法を
提供することを目的にしている。また、この熱処理方法
を実施するための熱処理装置を提供することを目的にし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の熱
処理方法は加熱体を一定温度に加熱維持する手段と、半
導体基板の表面が所定の温度に達するまで前記半導体基
板を一定温度に加熱維持された前記加熱体に近づける手
段と、前記半導体基板の表面が前記所定の温度に達した
後、前記半導体基板の移動を止めてその熱処理を行う手
段と、この熱処理が終了してから、前記半導体基板を前
記加熱体から遠ざけることにより冷却する手段と、前記
半導体基板が前記所定の温度に達する直前に少なくとも
１度単位面積当り単位時間に前記半導体基板に照射され
る熱量を減ずる手段とを備えていることを特徴としてい
る。前記照射される熱量を減ずる手段として、前記半導
体基板を前記加熱体から遠ざける手段を用いても良い。
また、前記照射される熱量を減ずる手段として、前記半
導体基板と前記加熱体との間に熱遮蔽体を挿入する手段
を用いても良い。

【０００８】本発明の熱処理装置は、一定温度に加熱維
持された加熱体と、前記加熱体に半導体基板を接近させ
或いは前記加熱体から遠ざけることができかつ、この半
導体基板を保持する移動手段と、前記加熱体と前記移動
手段との間に移動可能に配置された熱遮蔽体とを備え、
前記熱遮蔽体を前記加熱手段と前記半導体基板との間に
挿入することによって単位面積当り単位時間前記半導体
基板に照射される熱量を減ずることを特徴としている。

【０００９】

【作用】半導体装置を加熱する場合には熱源からのエネ
ルギーの伝達の仕方として、輻射、熱伝導および対流が
考えられる。高速昇温による場合には輻射による加熱が
支配的である。そして、輻射による加熱の場合には、昇
温速度は輻射速度と被加熱体の輻射の吸収効率で決ま
り、昇温速度は（１）式で示される方法に従う。Ｃ×ρ×ｄＴ／ｄｔ＝κ×△Ｔ−σ×εSi×Ｔ^４＋Ｆ×σ×εhe×Ｔhe^４（１）ここで、各定数の定義はつぎに示す通りである。Ｃ：比熱、ρ：密度、κ：熱伝導率、Ｔ：基板温度、
σ：シュテファン−ボルツマン定数、εSi：基板の熱放
射率、εhe：加熱体の熱放射率、Ｔhe：加熱体の温度、
Ｆ：形状因子半導体基板の温度が均一な場合は（１）式における拡散
項は無視できるので加熱体の温度及び基板温度の４乗の
差で昇温速度が決まるようになる。従来の方法では、目
的温度よりも低い温度域でほぼ一定の昇温速度を示して
いるが、目的温度の近傍では明らかな昇温速度の低下が
みられる。この現象は基板がうける熱輻射量が一定の場
合には避けられない現象である。そこで、基板温度が目
的温度に達する前に基板に到達する熱輻射量を減少させ
ることで昇温速度の低下を防ぐことができる。この熱輻
射量を減少される手段として、基板温度が所定の熱処理
温度に達する前に少なくとも１度半導体基板を熱源であ
る加熱体から遠ざける手段や半導体基板と加熱体の間に
熱遮蔽体を挿入する手段等を用いる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず、図１乃至図７及び図１３を参照して第１の
実施例を説明する。図１に従来例にも適用される本発明
の第１の実施例に用いる抵抗加熱式枚葉熱処理装置の断
面図、図２は、図１の装置を用いて行う熱処理の時間変
化を示す特性図、図３、図４、図５及び図１３は、この
実施例及び従来の半導体基板／加熱体間の距離（Ｄ）の
時間的変化を示す高昇温速度維持シーケンス図である。
図１に示す抵抗加熱式枚葉熱処理装置は、加熱体１１が
装置上部に配置されており、一定温度に保たれている。
加熱体はモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ₂）やＦｅ−
Ａｌ−Ｃｒ合金などからなる抵抗発熱体を用いる。被処
理体であるシリコンウェーハなどの半導体基板を収容す
るプロセスチャンバー１３は、例えば、炭化けい素（Ｓ
ｉＣ）などからなる均熱体１２を介して加熱される。均
熱体１２は、均熱体支持具２２によって、プロセスチャ
ンバー１３と加熱体１１との間に配置されている。この
均熱体支持具２２は、プロセスチャンバー１３の側面に
配置された加熱領域支持ベース板２３に支持固定されて
いる。

【００１１】シリコンなどの半導体基板１４は、プロセ
スチャンバー１３内において基板維持ボート１７により
支えられている。また、基板維持ボート１７は、上下移
動ができるようにポールネジ１９を介してモータ２０と
つながっている。半導体基板１４のプロセスチャンバー
１３への出し入れは炉口シャッター１８を開き、基板維
持ボート１７を上下させることにより行う。上下動の速
度を速くすることで高速昇降温が達成される。プロセス
チャンバー１３にはガス導入口１５及びガス排出口１６
が設けられており所望のガス雰囲気での熱処理が可能と
なる。例えば、酸化膜を半導体基板上に形成するために
Ｏ₂ガス／ＨＣｌガスをガス導入口１５からプロセスチ
ャンバー１３に封入する。また、ガス排出１６の先にポ
ンプを設けて減圧ＣＶＤを行うことも可能である。この
熱処理装置の熱処理部分は、例えば、冷却手段（図示せ
ず）などを備えた断熱体２７で囲まれている。断熱体２
７には、加熱体１１、均熱体１２、半導体基板１４を収
納するプロセスチャンバー１３などが収納されている。

【００１２】図２は、熱処理の時間的プロセスを示し、
横軸は、加熱時間（ｔ）、左側縦軸は半導体基板／加熱
体間の距離（Ｄ）、右側縦軸は半導体基板の基板温度
（Ｔ）をそれぞれ示している。この距離Ｄは、原点Ｄ1
の位置で半導体基板１４と加熱体１１との間が最大の場
合である。この距離Ｄが小さくなるに従って半導体基板
の温度Ｔは、加熱前の最低の温度Ｔ1 から上昇してい
く。最大の温度Ｔ3 は熱処理温度に相当する。直線Ａは
距離Ｄの時間的変化を示し、曲線Ｂは、基板温度Ｔの時
間的変化を示している。距離Ｄは、最大の距離Ｄ1 から
一定速度で小さくなり、加熱時間ｔ1 で半導体基板１４
が加熱体１１に最も近づいた距離Ｄ2 に達する。この時
間ｔ1 では、基板温度Ｔ2 は、目的温度が１０００℃前
後の場合に４００〜５００℃にしかならない。この実施
例の特徴は、加熱時間ｔ１以降、暫くは、距離Ｄ2 を維
持し、その間基板温度Ｔが一定の速度で上昇をつづけ、
熱処理温度Ｔ3 に達した時点ｔ3 で、半導体基板を加熱
体から少し遠ざけ、その時の距離Ｄ3 を熱処理が終了す
る時間ｔ3 まで維持する。熱処理期間（ｔ2 〜ｔ3 ）中
は、この半導体基板が加熱体に最も近づいた距離Ｄ3 が
維持される。加熱時間ｔ2 になって基板温度Ｔは、目的
温度Ｔ3 に達する。その時間ｔ2 の直前であっても基板
温度Ｔは、ほぼ一定の速度で上昇していく。

【００１３】そして、熱処理期間に入っても暫く温度上
昇はつづくが熱処理に格別の悪影響は与えない。その
後、熱処理期間が終了した時間ｔ3 から一定速度で半導
体基板／加熱体間の距離Ｄが大きくなり、それにしたが
って半導体基板が冷却されていく。また、熱処理終了時
間ｔ3 から半導体基板１４を熱源である加熱体１１から
遠ざけることにより冷却する場合には、熱源からの輻射
は半導体基板を遠ざけているときにも半導体基板に達す
るため冷却速度を低下させる要因となっている。従っ
て、距離Ｄが最大の距離Ｄ1 になっても基板温度Ｔ4
は、加熱前の最低の温度Ｔ1 より高い状態にある。次
に、既存の抵抗加熱式枚葉熱処理装置を使用して高速昇
温を行う第１の実施例の方法についてさらに詳細に説明
する。図３、図４、図５及び図１３に半導体基板と加熱
体との距離Ｄの時間変化を示す。図１３は、従来例の熱
処理シーケンスである。半導体基板を急速に加熱体に近
付けた後、所定の熱処理時間その位置で保持しておき、
その後、加熱体から急速に遠ざける。このシーケンズで
の問題点は半導体基板が熱処理速度に近付いたときに昇
温速度が低下してくることである。そこで、図３（ａ）
に示すように、一度加熱体と半導体基板の距離が最近接
した後に距離Ｄを広げる操作を行う。

【００１４】これにより、半導体基板の受ける輻射強度
を減らすことになる。図に示すようにこの操作は、殆ど
０秒近い瞬時に行う。次に、図３（ｂ）に示した熱処理
シーケンスの変形例を示す。この例は、半導体基板／加
熱体間の距離Ｄを広げる前記操作を１０秒以内程度の時
間で行うことに特徴がある。図３（ａ）の処理と合わせ
て、この熱処理シーケンスは、０〜１０秒程度で行うの
が好ましい。また、図４（ａ）に示す例では、前記距離
Ｄを広げる操作を多段階に別けて行う。この場合も１０
秒程度以内で行うのが好ましい。さらに、図４（ｂ）に
示す例では、前記距離Ｄを広げる操作を図３（ａ）と同
じように瞬時に行ってから数秒以内にパルス状に距離Ｄ
を小さくする、即ち、半導体基板の位置を加熱体に近づ
ける。いずれの操作を行っても、半導体基板の受ける輻
射強度を減らすことになり、熱処理温度に近づいたとき
に発生する昇温速度の低下を無くすことができる。更
に、図５に示す例は、半導体基板を加熱体に近づけ、所
定の距離Ｄ１で停止した後に熱処理のための距離Ｄ３よ
りも大きい距離Ｄ２まで一旦遠ざける。そして、その後
再び半導体基板を熱処理のための距離Ｄ３まで近づけ
る。つまり、熱処理温度に近づいた後で減らす熱量が大
きい方が収束性が高まる。しかし、この距離Ｄ２のまま
では到達温度が下がり過ぎるために再び半導体基板を熱
処理のための距離Ｄ３まで近づける。

【００１５】次に、図６及び図７、図１２を参照し、従
来例を比較しながら第１の実施例の効果について説明す
る。図はいずれも基板温度の時間変化を示したものであ
り、縦軸に基板温度（℃）、横軸に加熱時間（sec)を示
している。図１２は、従来の抵抗加熱式枚葉熱処理装置
を用い、加熱体に急速に近付けた場合の半導体基板の温
度変化を示している。加熱体の温度は１０００℃であ
る。７００℃程度までの温度は約１００℃/secの昇温速
度であるが、それ以上の温度が上がると、昇温速度が低
下してくる。到達温度よりも低い温度（７００℃）から
到達温度に達するまでに約１０秒を要している。平均昇
温速度にして約２０℃/secである。明らかに低温部での
昇温速度に比べ、高温部の昇温速度は小さい。この様に
従来例では、ゆっくり温度が上昇するので、被熱処理体
はこの熱の影響を受けやすい。

【００１６】図６に本発明による降昇温シーケンスを用
いた場合の温度変化を示す。この場合半導体基板の温度
が７５０℃に達した時点で半導体基板を加熱体から約５
０ｍｍ引き離した。その結果、到達温度までの２００℃
を昇温する時間は、６秒であり、図１２に示した従来例
に比較して昇温時間が短縮していることがわかる。昇温
速度は、３３℃/secであり従来に比較して約１．７倍で
ある。図７には、半導体基板が８３０℃に到達したのち
に、半導体基板を加熱体から引き離した場合の温度変化
を示している。この場合、半導体基板を引き離すタイミ
ングが遅いため、温度のオーバーシュートが起こってい
る。このように半導体基板を加熱体から引き離すタイミ
ングは温度変化に大きな影響を及ぼす。いずれの場合も
目的とする熱処理温度に到達する直前の昇温速度は、従
来より早くなっているので、熱の影響は著しく少なくな
っている。到達温度までの２００℃を昇温する時間は８
秒である。

【００１７】次に、図８乃至図１０を参照して第２の実
施例を説明する。図８は、抵抗加熱式枚葉熱処理装置の
断面図、図９は、この処理装置のプロセスチャンバー内
部を示す平面図、図１０は、この処理装置の熱遮蔽板の
開閉シーケンス図を示す。図８の抵抗加熱式枚葉熱処理
装置は、この実施例の用いられるものであり、一定温度
に保たれた抵抗発熱体からなる加熱体１１が装置上部に
配置されている。また、プロセスチャンバー１３は、Ｓ
ｉＣなどの均熱体１２を介して加熱されるようになって
いる。均熱体１２は、均熱体支持具２２によって、プロ
セスチャンバー１３と加熱体１１との間に配置されてい
る。この均熱体支持具２２は、プロセスチャンバー１３
の側面に配置された加熱領域支持ベース板２３に支持固
定されている。シリコンなどの半導体基板１４は、プロ
セスチャンバー１３内において基板維持ボート１７によ
り支えられている。また、基板維持ボート１７は、上下
移動ができるようにポールネジ１９を介してモータ２０
とつながっている。半導体基板１４のプロセスチャンバ
ー１３への出し入れは炉口シャッター１８を開き、基板
維持ボート１７を上下させることにより行う。

【００１８】上下動の速度を速くすることで高速昇降温
が達成される。プロセスチャンバー１３にはガス導入口
１５及びガス排出口１６が設けられており、所望のガス
雰囲気での熱処理が可能となる。また、ガス排出１６の
先にポンプを設けて減圧ＣＶＤを行うことも可能であ
る。この実施例の処理装置は、さらに、熱遮蔽板を備え
ていることに特徴がある。図９は、この処理装置の半導
体基板が配置され、収納されているプロセスチャンバー
１３の平面図である。熱遮蔽板２１は、例えば、炭化け
い素（ＳｉＣ）からなり、加熱体１１と均熱体１２の間
に配置されている。熱遮蔽板２１は、熱遮蔽板支持ポー
ト２４に支持されており、水平方向に移動可能になって
いる。すなわち、遮蔽板支持ポート２４は、モータ２６
によって駆動される遮蔽板回転軸２５に取付けられて半
導体基板１４を被覆したり露出させたりして水平移動す
る。熱遮蔽板２１を使用しない場合、熱遮蔽板２１はプ
ロセスチャンバー１３と加熱体１１との間には入らず、
この状態を開状態とする。また、熱遮蔽板２１を使用す
る場合、熱遮蔽板２１をスイングさせてプロセスチャン
バー１３と加熱体１１の間に挿入する。そして、この状
態を閉状態とする。

【００１９】この熱処理装置の熱処理部分は断熱体２７
で囲まれている。断熱体２７には、加熱体１１、金熱体
１２、半導体基板１４を収納するプロセスチャンバー１
３、熱遮蔽板２１などが収納されている。断熱体２７に
開閉自在に移動する熱遮蔽板２１を収容するため、一端
に熱遮蔽板２１が取付けられた熱遮蔽板支持ポート２４
の熱遮蔽板回転軸２５に接続されている他端は、この断
熱体２７の側面に設けられている細長い貫通孔２８から
外部へ突出している。この貫通孔２８を介して熱遮蔽板
２１は自在に制御される。熱処理期間中に熱遮蔽板２１
を閉状態にすると加熱体１１からの熱輻射の一部が熱遮
蔽板２１に吸収されるため、半導体基板に到達する熱輻
射量を減じることができる。図１０に熱遮蔽板の開閉シ
ーケンスの例を示す。半導体基板１４が最近接位置に到
達した後に、半導体基板１４の基板温度が熱処理温度に
達する前に熱遮蔽板２１を閉状態にする。これにより半
導体基板１４に到達する熱輻射強度の時間変化は、図３
に示した第１の実施例と同様になる。また、半導体基板
１４を加熱体１１から遠ざけるのと同時に熱遮蔽板２１
を閉状態にすれば半導体基板１４の降温速度を上げるこ
とが可能である。熱遮蔽板２１の材質は透明石英、不透
明石英または炭化硅素などを用いる。輻射透過率と熱容
量を考慮して開閉タイミングを設定すれば所望の昇降温
速度が得られる。

【００２０】このように高温部での昇温レートを上げる
のは秒単位での熱処理を実現するためである。例えば、
熱処理時間を１０秒とした場合、図１２に示す通常の熱
処理方法で到達温度付近で１０秒間余計な熱処理を行わ
なければならなくなる。この１０秒という余計な熱処理
時間は、高集積化された半導体装置では不純物拡散長の
点から許されない熱履歴になることが予想される。次に
降温の場合を考える。強制対流を使わない場合、最も速
い降温速度を得るのは絶対温度０度の空間に放置するこ
とである。このとき、降温速度は半導体基板の自己輻射
により冷却で冷えていくため基板温度が高い程降温速度
は大きい。放置する空間を絶対０度にすることは現実に
は不可能であるが、半導体基板の温度が１０００℃程度
であれば放置空間の温度が室温でもほとんど差はない。
しかし、加熱体から半導体基板を引き離すときは必ず加
熱体からの輻射を受けてしまうので降温速度を大きくす
る上で不利である。そこで、第２の実施例の熱遮蔽板を
用いることで降温速度を増すことができる。この熱遮蔽
板は熱輻射を完全に遮ることが望ましい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上のような構成により、半
導体基板を熱処理するに際し、基板温度が目的とする熱
処理温度に達する前に半導体基板に到達する熱輻射量を
減少させることで昇温速度の低下を防ぐことができ、そ
の結果、半導体基板の拡散領域や薄膜の特性劣化を減少
させる。この熱輻射量を減少させる手段として、基板温
度が所定の熱処理温度に達する前に少なくとも１度半導
体基板を熱源である加熱体から遠ざける手段や半導体基
板と加熱体の間に熱遮蔽板を挿入する手段等を用いるこ
とにより熱処理を効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例及び従来の抵抗加熱式枚
葉熱処理装置の断面図。

【図２】第１の実施例の半導体基板／加熱体間の距離及
び半導体基板の基板温度の時間変化を示す熱処理シーケ
ンス図。

【図３】第１の実施例の半導体基板／加熱体間の距離の
時間変化を示す熱処理シーケンス図。

【図４】第１の実施例の半導体基板／加熱体間の距離の
時間変化を示す熱処理シーケンス図。

【図５】第１の実施例の半導体基板／加熱体間の距離の
時間変化を示す熱処理シーケンス図。

【図６】第１の実施例の半導体基板の基板温度の時間変
化を示す熱処理シーケンス図。

【図７】第１の実施例の半導体基板の基板温度の時間変
化を示す熱処理シーケンス図。

【図８】第２の実施例の抵抗加熱式枚葉熱処理装置。

【図９】図７の熱処理装置の部分平面図。

【図１０】図７の熱処理装置の熱遮蔽板の開閉シーケン
ス図。

【図１１】従来の半導体基板／加熱体間の距離及び半導
体基板の基板温度の時間変化を示す熱処理シーケンス
図。

【図１２】従来の半導体基板の基板温度の時間変化を示
す熱処理シーケンス図。

【図１３】従来の半導体基板／加熱体間の距離の時間変
化を示す熱処理シーケンス図。

【符号の説明】

１１加熱体１２均熱体１３プロセスチャンバー１４半導体基板１５ガス導入口１６ガス排出口１７半導体基板支持ポート１８シャッタ１９ボールネジ２０モータ（半導体基板上下動操作用）２１熱遮蔽板２２均熱体支持具２３加熱領域支持ベース板２４熱遮蔽板支持ポート２５熱遮蔽板回転軸２６熱遮蔽板回転用モータ２７断熱体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱体を一定温度に加熱維持する手段
と、半導体基板の表面が所定の温度に達するまで前記半導体
基板を一定温度に加熱維持された前記加熱体に近づける
手段と、前記半導体基板の表面が前記所定の温度に達した後、前
記半導体基板の移動を止めてその熱処理を行う手段と、この熱処理が終了してから、前記半導体基板を前記加熱
体から遠ざけることにより冷却する手段と、前記半導体基板が前記所定の温度に達する直前に少なく
とも１度単位面積当り単位時間に前記半導体基板に照射
される熱量を減ずる手段とを備えていることを特徴とす
る半導体装置の熱処理方法。
【請求項２】前記照射される熱量を減ずる手段とし
て、前記半導体基板を前記加熱体から遠ざけることを特
徴とする請求項１に記載の半導体装置の熱処理方法。
【請求項３】前記照射される熱量を減ずる手段とし
て、前記半導体基板と前記加熱体との間に熱遮蔽体を挿
入することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の
熱処理方法。
【請求項４】一定温度に加熱維持された加熱体と、前記加熱体に半導体基板を接近させあるいは前記加熱体
から遠ざけることができ、かつ、この半導体基板を保持
する移動手段と、前記加熱体と前記移動手段との間に移動可能に配置され
た熱遮蔽体とを備え、前記熱遮蔽体を前記加熱手段と前記半導体基板との間に
挿入することによって単位面積当り単位時間前記半導体
基板に照射される熱量を減ずることを特徴とする半導体
装置用熱処理装置。