JPH0729839A - 熱処理装置及びこれを用いた熱処理方法 - Google Patents
熱処理装置及びこれを用いた熱処理方法Info
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- JPH0729839A JPH0729839A JP17529193A JP17529193A JPH0729839A JP H0729839 A JPH0729839 A JP H0729839A JP 17529193 A JP17529193 A JP 17529193A JP 17529193 A JP17529193 A JP 17529193A JP H0729839 A JPH0729839 A JP H0729839A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱処理によって形成された膜質の向上や処理
レートの向上が図れ、且つガス供給の時間制御性に優れ
た熱処理装置を提供する。また、この熱処理装置を用い
た熱処理方法を提供する。 【構成】 ガス制御装置６によって流量を制御しなが
ら、ガス供給源５からキャリアガスを石英炉芯管３内に
供給する。そして、ハロゲンランプ４によるウェハ２の
加熱と同期させて、発振器１０を作動させ薬液槽８内の
超音波振動子９を振動させて薬液７を霧状化する。上記
キャリアガスとともに霧状化した薬液７を石英炉芯管３
内に供給することによってウェハ２の熱処理を行う。
レートの向上が図れ、且つガス供給の時間制御性に優れ
た熱処理装置を提供する。また、この熱処理装置を用い
た熱処理方法を提供する。 【構成】 ガス制御装置６によって流量を制御しなが
ら、ガス供給源５からキャリアガスを石英炉芯管３内に
供給する。そして、ハロゲンランプ４によるウェハ２の
加熱と同期させて、発振器１０を作動させ薬液槽８内の
超音波振動子９を振動させて薬液７を霧状化する。上記
キャリアガスとともに霧状化した薬液７を石英炉芯管３
内に供給することによってウェハ２の熱処理を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
において、酸化絶縁膜の形成，不純物の導入等の熱処理
を行う目的で用いられる熱処理装置に関するものであ
り、また、この熱処理装置を用いた熱処理方法に関する
ものである。
において、酸化絶縁膜の形成，不純物の導入等の熱処理
を行う目的で用いられる熱処理装置に関するものであ
り、また、この熱処理装置を用いた熱処理方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、各種
の高温熱処理が行われている。この高温熱処理は、例え
ば、酸素ガス雰囲気中で半導体ウェハの加熱を行うこと
によってＳｉＯ2 等に代表される酸化絶縁膜を形成する
際、不純物がイオン注入された基板を加熱することによ
って不純物を活性化する際、ＰＯＣｌ3 等の雰囲気中で
基板を加熱することによって不純物を導入する際に用い
られる。
の高温熱処理が行われている。この高温熱処理は、例え
ば、酸素ガス雰囲気中で半導体ウェハの加熱を行うこと
によってＳｉＯ2 等に代表される酸化絶縁膜を形成する
際、不純物がイオン注入された基板を加熱することによ
って不純物を活性化する際、ＰＯＣｌ3 等の雰囲気中で
基板を加熱することによって不純物を導入する際に用い
られる。
【０００３】従来より、上述のような熱処理には電気炉
アニール法を用いるのが一般的であった。しかし、半導
体装置の高集積化にともない個々の半導体素子が微細化
され、ソース・ドレイン領域において浅い接合が必要と
されているなかで、上記電気炉アニール法によって例え
ば不純物の活性化を行うと、不純物の拡散層が深くな
り、高集積化を妨げるという問題があった。
アニール法を用いるのが一般的であった。しかし、半導
体装置の高集積化にともない個々の半導体素子が微細化
され、ソース・ドレイン領域において浅い接合が必要と
されているなかで、上記電気炉アニール法によって例え
ば不純物の活性化を行うと、不純物の拡散層が深くな
り、高集積化を妨げるという問題があった。
【０００４】また、ＳｉＯ2 等の酸化絶縁膜の形成にお
いても、半導体素子の微細化にともなって一層の薄膜化
及び高品質化が必要とされてきている。そこで、上記電
気炉アニール法によって酸化絶縁膜を形成する際に、外
部燃焼法を併用することが行われている。
いても、半導体素子の微細化にともなって一層の薄膜化
及び高品質化が必要とされてきている。そこで、上記電
気炉アニール法によって酸化絶縁膜を形成する際に、外
部燃焼法を併用することが行われている。
【０００５】この外部燃焼法とは、加熱された石英炉芯
管の先端に水素と酸素を供給し燃焼させることにより高
温の水蒸気を発生させ、これをウェハを載置した石英炉
芯管内に供給するものである。これにより、酸化絶縁膜
の特性向上や酸化レートの向上が図られる。このように
外部燃焼法を用いた酸化は、酸化プロセスの分類上、い
わゆるウェット酸化と呼ばれる手法である。
管の先端に水素と酸素を供給し燃焼させることにより高
温の水蒸気を発生させ、これをウェハを載置した石英炉
芯管内に供給するものである。これにより、酸化絶縁膜
の特性向上や酸化レートの向上が図られる。このように
外部燃焼法を用いた酸化は、酸化プロセスの分類上、い
わゆるウェット酸化と呼ばれる手法である。
【０００６】一方、半導体素子の微細化に対応できる熱
処理方法として、ラピッドサーマルアニール（ＲＴＡと
略す。）法やレーザアニール法といった方法も検討され
るようになってきている。
処理方法として、ラピッドサーマルアニール（ＲＴＡと
略す。）法やレーザアニール法といった方法も検討され
るようになってきている。
【０００７】これらの方法は、光をウェハに照射するこ
とによりウェハを直接加熱することが可能であり、上記
電気炉アニール法に比べて高温短時間に熱処理を行うこ
とができるものである。具体的には、ほぼ１０秒程でウ
ェハを室温から１１００℃程度にまで加熱することがで
きる。また、枚葉処理が可能であることから、ガス雰囲
気の制御性にも優れるという長所を有している。
とによりウェハを直接加熱することが可能であり、上記
電気炉アニール法に比べて高温短時間に熱処理を行うこ
とができるものである。具体的には、ほぼ１０秒程でウ
ェハを室温から１１００℃程度にまで加熱することがで
きる。また、枚葉処理が可能であることから、ガス雰囲
気の制御性にも優れるという長所を有している。
【０００８】上記ＲＴＡを行うための装置２１は、図４
に示されるように、その内部にウェハ２２を載置するよ
うになされた石英炉芯管２３、前記ウェハ２２を加熱す
るためのハロゲンランプ２４、前記石英炉芯管２３内に
供給される各種ガスのボンベが収納されているガス供給
源２５、このガスの供給を制御するガス制御装置２６よ
り構成されるものである。
に示されるように、その内部にウェハ２２を載置するよ
うになされた石英炉芯管２３、前記ウェハ２２を加熱す
るためのハロゲンランプ２４、前記石英炉芯管２３内に
供給される各種ガスのボンベが収納されているガス供給
源２５、このガスの供給を制御するガス制御装置２６よ
り構成されるものである。
【０００９】そして、上述の構成を有するＲＴＡ装置２
１を用いて、例えば酸化絶縁膜を形成する場合には、制
御装置２６で酸素ガスの流量を制御しながらガス供給源
２５より石英炉芯管２３内に酸素ガスを供給し、ハロゲ
ンランプ２４でウェハ２２を加熱することにより、ウェ
ハ２２に酸化絶縁膜を形成する。このように酸素ガスの
供給によって気相中で行う酸化の手法は、いわゆるドラ
イ酸化と呼ばれるものである。
１を用いて、例えば酸化絶縁膜を形成する場合には、制
御装置２６で酸素ガスの流量を制御しながらガス供給源
２５より石英炉芯管２３内に酸素ガスを供給し、ハロゲ
ンランプ２４でウェハ２２を加熱することにより、ウェ
ハ２２に酸化絶縁膜を形成する。このように酸素ガスの
供給によって気相中で行う酸化の手法は、いわゆるドラ
イ酸化と呼ばれるものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、形成される
酸化膜の膜質は外部燃焼法による電気炉アニールの方が
優れており、制御性ではＲＴＡの方が優れている。そこ
で、ＲＴＡに外部燃焼法を適用して、膜質、制御性の両
者の向上を図ることが考えられる。
酸化膜の膜質は外部燃焼法による電気炉アニールの方が
優れており、制御性ではＲＴＡの方が優れている。そこ
で、ＲＴＡに外部燃焼法を適用して、膜質、制御性の両
者の向上を図ることが考えられる。
【００１１】しかし、上記ＲＴＡ装置２１によって酸化
絶縁膜を形成するに際し、上述した外部燃焼法を併用す
ると、このＲＴＡ装置２１においては石英炉芯管２３の
炉壁が低温であるために、水蒸気が炉壁に接触して結露
が発生してしまう。
絶縁膜を形成するに際し、上述した外部燃焼法を併用す
ると、このＲＴＡ装置２１においては石英炉芯管２３の
炉壁が低温であるために、水蒸気が炉壁に接触して結露
が発生してしまう。
【００１２】また、上記ＲＴＡ装置２１においては、ウ
ェハ２２の熱処理と同期してガスの供給を行う必要があ
り、非常に短い熱処理時間に追従してガスの供給を制御
しなければならない。すなわち、ガス供給の時間制御性
が重要となる。しかし、外部燃焼法を適用した場合、高
温水蒸気の流量制御は通常行われないので、石英炉芯管
２３内のガス濃度を制御することは難しく、均一な膜質
の酸化絶縁膜を形成するのは容易ではない。
ェハ２２の熱処理と同期してガスの供給を行う必要があ
り、非常に短い熱処理時間に追従してガスの供給を制御
しなければならない。すなわち、ガス供給の時間制御性
が重要となる。しかし、外部燃焼法を適用した場合、高
温水蒸気の流量制御は通常行われないので、石英炉芯管
２３内のガス濃度を制御することは難しく、均一な膜質
の酸化絶縁膜を形成するのは容易ではない。
【００１３】なお、上記ガス供給の時間制御性は、不純
物の導入のための熱処理においても同様に問題となって
いる。また、ＲＴＡ法同様、熱処理時間が短いレーザア
ニール法による熱処理においても同様にガス供給の時間
制御性が問題となっている。
物の導入のための熱処理においても同様に問題となって
いる。また、ＲＴＡ法同様、熱処理時間が短いレーザア
ニール法による熱処理においても同様にガス供給の時間
制御性が問題となっている。
【００１４】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、熱処理によって形成された膜
の特性向上や処理レートの向上が図れ、且つガス供給の
時間制御性の問題が解決された熱処理装置を提供するこ
とを目的とする。また、これを用いた熱処理方法を提供
することを目的とする。
て提案されたものであり、熱処理によって形成された膜
の特性向上や処理レートの向上が図れ、且つガス供給の
時間制御性の問題が解決された熱処理装置を提供するこ
とを目的とする。また、これを用いた熱処理方法を提供
することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されたものである。すなわち、本発
明の熱処理装置は、基板を加熱する手段と、前記基板を
収容し所定の熱処理を行うための炉体と、該炉体内にキ
ャリアガスを供給するガス供給手段と、前記炉体と前記
ガス供給手段との間に接続される薬液槽と、前記薬液槽
内の薬液を霧状化させる超音波発生手段とを備え、前記
霧状化した薬液が前記キャリアガスと共に前記炉体内へ
供給されるようになされたものである。
達成するために提案されたものである。すなわち、本発
明の熱処理装置は、基板を加熱する手段と、前記基板を
収容し所定の熱処理を行うための炉体と、該炉体内にキ
ャリアガスを供給するガス供給手段と、前記炉体と前記
ガス供給手段との間に接続される薬液槽と、前記薬液槽
内の薬液を霧状化させる超音波発生手段とを備え、前記
霧状化した薬液が前記キャリアガスと共に前記炉体内へ
供給されるようになされたものである。
【００１６】上記熱処理装置において、加熱手段は光ア
ニールを行うものであることが好ましい。なお、上記光
アニールとしては、ランプアニールやエキシマレーザア
ニールが挙げられる。
ニールを行うものであることが好ましい。なお、上記光
アニールとしては、ランプアニールやエキシマレーザア
ニールが挙げられる。
【００１７】また、本発明の熱処理方法は、上記熱処理
装置の炉体内で基板を加熱し、前記キャリアガスと共に
前記炉体内に供給される霧状化した薬液を用いて基板に
所定の熱処理を行うものである。
装置の炉体内で基板を加熱し、前記キャリアガスと共に
前記炉体内に供給される霧状化した薬液を用いて基板に
所定の熱処理を行うものである。
【００１８】そして、前記所定の熱処理は、前記基板の
酸化であっても、前記基板への不純物の導入であっても
よい。
酸化であっても、前記基板への不純物の導入であっても
よい。
【００１９】
【作用】炉体（石英炉芯管）と該石英炉芯管内にキャリ
アガスを供給するガス供給手段との間に薬液槽を設け、
さらに、この薬液に超音波振動を与えると、霧状化した
薬液をキャリアガスとともに供給することができる。こ
の薬液によって基板に特定の処理を行うならば、超音波
振動を発生させる発振器の作動／停止によって処理の開
始／停止を制御することができる。したがって、ＲＴＡ
装置やレーザアニール装置といった高温短時間の熱処理
を行う装置において、処理の開始／停止の制御が簡単な
電気的制御で行えるため、微細なデザインルールに即し
た高精度の熱処理が可能となる。
アガスを供給するガス供給手段との間に薬液槽を設け、
さらに、この薬液に超音波振動を与えると、霧状化した
薬液をキャリアガスとともに供給することができる。こ
の薬液によって基板に特定の処理を行うならば、超音波
振動を発生させる発振器の作動／停止によって処理の開
始／停止を制御することができる。したがって、ＲＴＡ
装置やレーザアニール装置といった高温短時間の熱処理
を行う装置において、処理の開始／停止の制御が簡単な
電気的制御で行えるため、微細なデザインルールに即し
た高精度の熱処理が可能となる。
【００２０】また、従来は気体として供給していた材料
を霧状の液体として供給できるため、必要な元素を含有
する種々の溶液が使用可能であり、気体としては危険な
材料も溶液として比較的安全に用いることができる。さ
らに、気体状の化合物が知られていない不純物元素も導
入できる。例えば、被処理物であるウェハに酸化絶縁膜
を形成したい場合、酸素ガスを供給するかわりに純水や
過酸化水素水を霧状化したものを用いることが可能であ
り、ウェハに不純物を導入したい場合には、この不純物
元素を含有する種々の溶液を用いることができる。
を霧状の液体として供給できるため、必要な元素を含有
する種々の溶液が使用可能であり、気体としては危険な
材料も溶液として比較的安全に用いることができる。さ
らに、気体状の化合物が知られていない不純物元素も導
入できる。例えば、被処理物であるウェハに酸化絶縁膜
を形成したい場合、酸素ガスを供給するかわりに純水や
過酸化水素水を霧状化したものを用いることが可能であ
り、ウェハに不純物を導入したい場合には、この不純物
元素を含有する種々の溶液を用いることができる。
【００２１】ウェハに酸化絶縁膜を形成する場合には、
純水等によって酸化がなされることとなるが、外部燃焼
法のように高温の水蒸気を供給するのではなく、低温の
霧状化した純水を供給するため、石英炉芯管の炉壁に接
触しても結露することがない。
純水等によって酸化がなされることとなるが、外部燃焼
法のように高温の水蒸気を供給するのではなく、低温の
霧状化した純水を供給するため、石英炉芯管の炉壁に接
触しても結露することがない。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。
いて、図面を参照しながら説明する。
【００２３】実施例１ 本実施例においては、ＲＴＡ装置に本発明を適用した。
図１に示されるように、このＲＴＡ装置１は、その内部
にウェハ２を載置する石英炉芯管３、ウェハ２を加熱す
るためのハロゲンランプ４、キャリアガスを供給するガ
ス供給源５、前記キャリアガスの供給を制御するための
ガス制御装置６、薬液７を入れるための薬液槽８、前記
薬液槽８の薬液７内に配される超音波振動子９、前記超
音波振動子９に接続された発振器１０を有してなるもの
である。
図１に示されるように、このＲＴＡ装置１は、その内部
にウェハ２を載置する石英炉芯管３、ウェハ２を加熱す
るためのハロゲンランプ４、キャリアガスを供給するガ
ス供給源５、前記キャリアガスの供給を制御するための
ガス制御装置６、薬液７を入れるための薬液槽８、前記
薬液槽８の薬液７内に配される超音波振動子９、前記超
音波振動子９に接続された発振器１０を有してなるもの
である。
【００２４】上記石英炉芯管３には排気口が設けられ、
石英炉芯管３内の排気がなされるようになっている。ま
た、上記石英炉芯管３は上記薬液７が入った薬液槽８を
介してガス制御装置６、ガス供給源５と接続されてい
る。また、上記石英炉芯管３内部には上記ウェハ２を載
置するための支持台（図示せず。）が設置されている。
なお、この石英炉芯管３の周囲に配置されたハロゲンラ
ンプ４は、波長１μｍ程度の赤外線を照射できるもので
あり、この照射をスイッチ（図示せず。）のオン／オフ
によって制御できるようになっている。
石英炉芯管３内の排気がなされるようになっている。ま
た、上記石英炉芯管３は上記薬液７が入った薬液槽８を
介してガス制御装置６、ガス供給源５と接続されてい
る。また、上記石英炉芯管３内部には上記ウェハ２を載
置するための支持台（図示せず。）が設置されている。
なお、この石英炉芯管３の周囲に配置されたハロゲンラ
ンプ４は、波長１μｍ程度の赤外線を照射できるもので
あり、この照射をスイッチ（図示せず。）のオン／オフ
によって制御できるようになっている。
【００２５】上記ガス供給源５にはキャリアガスが充填
されたガスボンベが収納されており、上記ガス制御装置
６に、上記ガスを切り替えるためのバルブや流量制御の
ためのマスフローコントローラ、及びそれらをウェハ２
の加熱と同期させて制御するためのコントローラが搭載
されている。
されたガスボンベが収納されており、上記ガス制御装置
６に、上記ガスを切り替えるためのバルブや流量制御の
ためのマスフローコントローラ、及びそれらをウェハ２
の加熱と同期させて制御するためのコントローラが搭載
されている。
【００２６】上記薬液槽８には薬液７の供給口１１が設
けられ、随時薬液７が供給できるようになっている。ま
た、この薬液７内に配された超音波振動子９は、発振器
１０の電気制御に応じた機械振動を行い、薬液７を霧状
化させることができる。なお、上記発振器１０は、電気
振動の開始／停止のみならず、そのパワーも制御でき、
薬液７の霧状化する量をコントロールできるようになっ
ている。
けられ、随時薬液７が供給できるようになっている。ま
た、この薬液７内に配された超音波振動子９は、発振器
１０の電気制御に応じた機械振動を行い、薬液７を霧状
化させることができる。なお、上記発振器１０は、電気
振動の開始／停止のみならず、そのパワーも制御でき、
薬液７の霧状化する量をコントロールできるようになっ
ている。
【００２７】上述のような構成のＲＴＡ装置１において
熱処理を行うには、先ず、ガス制御装置６によって流量
を制御しながら、ガス供給源５からキャリアガスを石英
炉芯管３内に供給する。そして、ハロゲンランプ４によ
るウェハ２の加熱と同期させて、発振器１０を作動させ
て薬液７内の超音波振動子９を振動させ薬液７を霧状化
する。これによって、上記キャリアガスとともに霧状化
した薬液７を石英炉芯管３内に供給してウェハ２の処理
を行う。
熱処理を行うには、先ず、ガス制御装置６によって流量
を制御しながら、ガス供給源５からキャリアガスを石英
炉芯管３内に供給する。そして、ハロゲンランプ４によ
るウェハ２の加熱と同期させて、発振器１０を作動させ
て薬液７内の超音波振動子９を振動させ薬液７を霧状化
する。これによって、上記キャリアガスとともに霧状化
した薬液７を石英炉芯管３内に供給してウェハ２の処理
を行う。
【００２８】実施例２ 本実施例においては、上述のＲＴＡ装置１を用いて、ウ
ェハ２に酸化絶縁膜を形成した例について説明する。し
たがって、ここでは上記ウェハ２はＳｉ基板であり、酸
化絶縁膜としてＳｉＯ2 を形成することになる。
ェハ２に酸化絶縁膜を形成した例について説明する。し
たがって、ここでは上記ウェハ２はＳｉ基板であり、酸
化絶縁膜としてＳｉＯ2 を形成することになる。
【００２９】図２に、上述したウエハ２の熱処理におい
て、時間とウェハ２の温度との関係を示し、ハロゲンラ
ンプ４の照射開始／停止（オン／オフ）のタイミング、
ガス供給のタイミングと供給量、発振器１０の作動／停
止（オン／オフ）のタイミングと併せて示した。
て、時間とウェハ２の温度との関係を示し、ハロゲンラ
ンプ４の照射開始／停止（オン／オフ）のタイミング、
ガス供給のタイミングと供給量、発振器１０の作動／停
止（オン／オフ）のタイミングと併せて示した。
【００３０】先ず、石英炉芯管３内にウェハ２を搬送
し、薬液槽８に薬液７として純水（Ｈ 2 Ｏ）を供給して
おいた。そして、Ｏ2 ガスを１０ ｌ／minなる流量で導
入し、上記石英炉芯管３内をＯ2 ガスで十分置換した
後、発振器１０を作動させると同時にハロゲンランプ４
による赤外線照射を開始した。なお、これと同時にＯ2
ガスの流量も５ ｌ／minに変化させた。
し、薬液槽８に薬液７として純水（Ｈ 2 Ｏ）を供給して
おいた。そして、Ｏ2 ガスを１０ ｌ／minなる流量で導
入し、上記石英炉芯管３内をＯ2 ガスで十分置換した
後、発振器１０を作動させると同時にハロゲンランプ４
による赤外線照射を開始した。なお、これと同時にＯ2
ガスの流量も５ ｌ／minに変化させた。
【００３１】これにより、超音波振動子９の振動によっ
て霧状化したＨ2 ＯをＯ2 ガスとともに石英炉芯管３内
に流入させながら、ウェハ２の加熱を行うこととなる。
このとき、ウェハ２は例えば１０００℃程度に加熱さ
れ、霧状化したＨ2 Ｏがこのウェハ２表面に接触する
と、気化したり、熱分解を起こしたりしてウェハ２表面
に酸化種を供給する。また、Ｏ2 ガスは霧状化したＨ2
Ｏを運ぶキャリアガスとして働くとともに、ウェハ２表
面を酸化する働きもするため、上記霧状化したＨ2Ｏと
Ｏ2 ガスとの酸化作用と共に効果的にウェハ２に酸化絶
縁膜を形成することができる。
て霧状化したＨ2 ＯをＯ2 ガスとともに石英炉芯管３内
に流入させながら、ウェハ２の加熱を行うこととなる。
このとき、ウェハ２は例えば１０００℃程度に加熱さ
れ、霧状化したＨ2 Ｏがこのウェハ２表面に接触する
と、気化したり、熱分解を起こしたりしてウェハ２表面
に酸化種を供給する。また、Ｏ2 ガスは霧状化したＨ2
Ｏを運ぶキャリアガスとして働くとともに、ウェハ２表
面を酸化する働きもするため、上記霧状化したＨ2Ｏと
Ｏ2 ガスとの酸化作用と共に効果的にウェハ２に酸化絶
縁膜を形成することができる。
【００３２】そして、上記酸化絶縁膜が形成された後、
ハロゲンランプ４による赤外線照射を停止すると同時に
発振器１０も停止した。さらに、Ｏ2 ガスの代わりにＮ
2 ガスを１０ ｌ／minなる流量で導入し、石英炉芯管３
内の雰囲気を置換した。
ハロゲンランプ４による赤外線照射を停止すると同時に
発振器１０も停止した。さらに、Ｏ2 ガスの代わりにＮ
2 ガスを１０ ｌ／minなる流量で導入し、石英炉芯管３
内の雰囲気を置換した。
【００３３】本発明においては、発振器１０のオン／オ
フによって酸化反応の開始／停止が制御できるので、こ
の発振器１０のオン／オフのタイミングをハロゲンラン
プ４のオン／オフのタイミングと同期させることによっ
て、酸化絶縁膜形成のための熱処理を高精度に制御する
ことが可能となる。
フによって酸化反応の開始／停止が制御できるので、こ
の発振器１０のオン／オフのタイミングをハロゲンラン
プ４のオン／オフのタイミングと同期させることによっ
て、酸化絶縁膜形成のための熱処理を高精度に制御する
ことが可能となる。
【００３４】また、霧状化されたＨ2 Ｏは低温なので、
石英炉芯管３の炉壁に接触しても結露を生じることがな
い。さらに、本実施例の熱処理を行っても、既に形成さ
れている拡散層が広がることはなかった。
石英炉芯管３の炉壁に接触しても結露を生じることがな
い。さらに、本実施例の熱処理を行っても、既に形成さ
れている拡散層が広がることはなかった。
【００３５】なお、本実施例においては薬液７としてＨ
2 Ｏを用いたが、ウェハ２表面に酸化種を与えることが
できるものであればＨ2 Ｏに限られるものではなく、Ｈ
2 Ｏ 2 を用いることも可能である。また、本実施例にお
いては霧状化されたＨ2 Ｏの供給をＯ2 ガスの供給とと
もに行ったが、供給するガスはＮ2 等の不活性ガスであ
ってもよい。この場合、不活性ガスは単にキャリアガス
としての働きのみを行うこととなる。
2 Ｏを用いたが、ウェハ２表面に酸化種を与えることが
できるものであればＨ2 Ｏに限られるものではなく、Ｈ
2 Ｏ 2 を用いることも可能である。また、本実施例にお
いては霧状化されたＨ2 Ｏの供給をＯ2 ガスの供給とと
もに行ったが、供給するガスはＮ2 等の不活性ガスであ
ってもよい。この場合、不活性ガスは単にキャリアガス
としての働きのみを行うこととなる。
【００３６】実施例３ 本実施例においては、上述したＲＴＡ装置２を不純物の
導入に適用した例について説明する。ここでは上記ウェ
ハ２はＳｉ基板であり、不純物としてホウ素原子を導入
した。
導入に適用した例について説明する。ここでは上記ウェ
ハ２はＳｉ基板であり、不純物としてホウ素原子を導入
した。
【００３７】図３に、上述したウエハ２の加熱処理にお
いて、時間とウェハ２の温度との関係を示し、ハロゲン
ランプ４のオン／オフのタイミング、ガス供給のタイミ
ングと供給量、発振器１０のオン／オフのタイミングと
併せて示した。
いて、時間とウェハ２の温度との関係を示し、ハロゲン
ランプ４のオン／オフのタイミング、ガス供給のタイミ
ングと供給量、発振器１０のオン／オフのタイミングと
併せて示した。
【００３８】先ず、石英炉芯管３内にウェハ２を搬送
し、薬液槽８に薬液７としてほう酸水溶液（Ｈ3 Ｂ
Ｏ3 ）を供給しておいた。そして、Ｎ2 ガスを１０ ｌ
／minなる流量で導入し、上記石英炉芯管３内をＮ2 ガ
スで十分置換した後、発振器１０を作動させると同時に
ハロゲンランプ４による赤外線照射を開始した。なお、
これと同時にＮ2 ガスの流量も５ ｌ／minに変化させ
た。
し、薬液槽８に薬液７としてほう酸水溶液（Ｈ3 Ｂ
Ｏ3 ）を供給しておいた。そして、Ｎ2 ガスを１０ ｌ
／minなる流量で導入し、上記石英炉芯管３内をＮ2 ガ
スで十分置換した後、発振器１０を作動させると同時に
ハロゲンランプ４による赤外線照射を開始した。なお、
これと同時にＮ2 ガスの流量も５ ｌ／minに変化させ
た。
【００３９】これにより、超音波振動子９の振動によっ
て霧状化したＨ3 ＢＯ3 をＮ2 ガスとともに石英炉芯管
３内に流入させながら、ウェハ２の加熱を行うこととな
る。このとき、ウェハ２は例えば１０００℃程度に加熱
され、上述のようにして霧状化したＨ3 ＢＯ3 がこのウ
ェハ２表面に接触すると、気化したり、熱分解を起こし
たりしてウェハ２表面にＨ3 ＢＯ3 中のほう素原子が供
給され、ウェハ２表面にＰ型不純物であるほう素原子を
導入することが可能となる。
て霧状化したＨ3 ＢＯ3 をＮ2 ガスとともに石英炉芯管
３内に流入させながら、ウェハ２の加熱を行うこととな
る。このとき、ウェハ２は例えば１０００℃程度に加熱
され、上述のようにして霧状化したＨ3 ＢＯ3 がこのウ
ェハ２表面に接触すると、気化したり、熱分解を起こし
たりしてウェハ２表面にＨ3 ＢＯ3 中のほう素原子が供
給され、ウェハ２表面にＰ型不純物であるほう素原子を
導入することが可能となる。
【００４０】ここでは薬液７として水溶液を用いている
ため、ウェハ２の表面も酸化されるが、後工程で酸化絶
縁膜が被着されるのでプロセスに支障はない。
ため、ウェハ２の表面も酸化されるが、後工程で酸化絶
縁膜が被着されるのでプロセスに支障はない。
【００４１】そして、上記不純物が導入された後、ハロ
ゲンランプ４による赤外線照射を停止すると同時に発振
器１０も停止した。さらに、これに同期してＮ2 ガスの
流量も１０ ｌ／minに変化させた。
ゲンランプ４による赤外線照射を停止すると同時に発振
器１０も停止した。さらに、これに同期してＮ2 ガスの
流量も１０ ｌ／minに変化させた。
【００４２】本発明においては、発振器１０のオン／オ
フによって不純物導入の開始／停止が制御できるので、
この発振器１０のオン／オフのタイミングをハロゲンラ
ンプ４のオン／オフのタイミングと同期させることによ
って、不純物導入のための熱処理を高精度に制御するこ
とが可能となる。このため、本発明を適用して不純物の
導入を行うと、低抵抗で浅い拡散層の形成が可能であ
り、微細な半導体装置の形成に有効である。
フによって不純物導入の開始／停止が制御できるので、
この発振器１０のオン／オフのタイミングをハロゲンラ
ンプ４のオン／オフのタイミングと同期させることによ
って、不純物導入のための熱処理を高精度に制御するこ
とが可能となる。このため、本発明を適用して不純物の
導入を行うと、低抵抗で浅い拡散層の形成が可能であ
り、微細な半導体装置の形成に有効である。
【００４３】なお、本実施例においては、不純物として
ほう素を導入したが、りん，ひ素等を導入する際には、
薬液７として、これらの原子を含む水溶液、例えばＨ3
ＰＯ 4 ，Ａｓ2 Ｏ3 等をＨ3 ＢＯ3 の代わりに使用すれ
ばよい。また、不純物を導入する目的も拡散層の形成の
みならず、導電性ポリシリコン電極層の形成等であって
もよい。
ほう素を導入したが、りん，ひ素等を導入する際には、
薬液７として、これらの原子を含む水溶液、例えばＨ3
ＰＯ 4 ，Ａｓ2 Ｏ3 等をＨ3 ＢＯ3 の代わりに使用すれ
ばよい。また、不純物を導入する目的も拡散層の形成の
みならず、導電性ポリシリコン電極層の形成等であって
もよい。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明を
適用すると、薬液槽中の超音波振動子と接続された発振
器の作動／停止によって熱処理の開始／停止を制御する
ことができるので、ＲＴＡ装置やレーザアニール装置と
いった高温短時間の熱処理を行う装置において、高精度
に制御された熱処理を行うことが可能となる。
適用すると、薬液槽中の超音波振動子と接続された発振
器の作動／停止によって熱処理の開始／停止を制御する
ことができるので、ＲＴＡ装置やレーザアニール装置と
いった高温短時間の熱処理を行う装置において、高精度
に制御された熱処理を行うことが可能となる。
【００４５】また、従来は気体として供給していた材料
を霧状の液体として供給できるため、必要な元素を含有
する種々の溶液が使用可能である。さらに、気体として
は危険な材料も水溶液として比較的安全に用いることが
できる。さらにまた、気体状の化合物が知られていない
不純物元素も供給することができ、プロセスの選択の幅
が広がる。
を霧状の液体として供給できるため、必要な元素を含有
する種々の溶液が使用可能である。さらに、気体として
は危険な材料も水溶液として比較的安全に用いることが
できる。さらにまた、気体状の化合物が知られていない
不純物元素も供給することができ、プロセスの選択の幅
が広がる。
【図１】本発明を適用したＲＴＡ装置の構成を示す模式
図である。
図である。
【図２】酸化絶縁膜形成時、時間によるウェハの温度変
化と、ハロゲンランプのオン／オフ，ガス供給の切り替
え，発振器のオン／オフのタイミングとを併せて示すグ
ラフである。
化と、ハロゲンランプのオン／オフ，ガス供給の切り替
え，発振器のオン／オフのタイミングとを併せて示すグ
ラフである。
【図３】不純物導入時、時間によるウェハの温度変化
と、ハロゲンランプのオン／オフ，ガス供給の切り替
え，発振器のオン／オフのタイミングとを併せて示すグ
ラフである。
と、ハロゲンランプのオン／オフ，ガス供給の切り替
え，発振器のオン／オフのタイミングとを併せて示すグ
ラフである。
【図４】従来のＲＴＡ装置の構成を示す模式図である。
１・・・ＲＴＡ装置 ２・・・ウェハ ３・・・石英炉芯管 ４・・・ハロゲンランプ ５・・・ガス供給源 ６・・・ガス制御装置 ７・・・薬液 ８・・・薬液槽 ９・・・超音波振動子 １０・・・発振器
Claims (5)
- 【請求項１】 基板を加熱する手段と、前記基板を収容
し所定の熱処理を行うための炉体と、該炉体内にキャリ
アガスを供給するガス供給手段と、前記炉体と前記ガス
供給手段との間に接続される薬液槽と、前記薬液槽内の
薬液を霧状化させる超音波発生手段とを備え、前記霧状
化した薬液が前記キャリアガスと共に前記炉体内へ供給
されるようになされた熱処理装置。 - 【請求項２】 前記加熱手段は光アニールを行うもので
あることを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の熱処理装置
の炉体内で基板を加熱し、前記キャリアガスと共に前記
炉体内に供給される霧状化した薬液を用いて基板に所定
の熱処理を行うことを特徴とする熱処理方法。 - 【請求項４】 前記所定の熱処理は、前記基板の酸化で
あることを特徴とする請求項３記載の熱処理方法。 - 【請求項５】 前記所定の熱処理は、前記基板への不純
物の導入であることを特徴とする請求項３記載の熱処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17529193A JPH0729839A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | 熱処理装置及びこれを用いた熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17529193A JPH0729839A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | 熱処理装置及びこれを用いた熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729839A true JPH0729839A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15993551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17529193A Withdrawn JPH0729839A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | 熱処理装置及びこれを用いた熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729839A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6242929B1 (en) | 1997-11-10 | 2001-06-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Probe needle for vertical needle type probe card and fabrication thereof |
| JP2002176001A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 熱処理装置 |
| JP2002176000A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 熱処理装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2014209640A (ja) * | 1997-07-11 | 2014-11-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 酸化物形成方法 |
-
1993
- 1993-07-15 JP JP17529193A patent/JPH0729839A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014209640A (ja) * | 1997-07-11 | 2014-11-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 酸化物形成方法 |
| US6242929B1 (en) | 1997-11-10 | 2001-06-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Probe needle for vertical needle type probe card and fabrication thereof |
| JP2002176001A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 熱処理装置 |
| JP2002176000A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 熱処理装置及び半導体装置の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001003 |