JPS60223112A - 半導体熱処理装置 - Google Patents

半導体熱処理装置

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JPS60223112A
JPS60223112A JP59078382A JP7838284A JPS60223112A JP S60223112 A JPS60223112 A JP S60223112A JP 59078382 A JP59078382 A JP 59078382A JP 7838284 A JP7838284 A JP 7838284A JP S60223112 A JPS60223112 A JP S60223112A
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JP
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semiconductor
sample
heat
gas
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JP59078382A
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Toshio Yoshii
俊夫 吉井
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体結晶薄膜の製造技術に係わり、特に絶
縁体上の半導体層を再結晶化するための半導体熱処理装
置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、絶縁性基板上に高品質の半導体結晶薄膜を作成す
る場合、その基板は単結晶であることが必要と考えられ
てきた。これに対し近年、非晶質の絶縁性基板上に良質
な半導体薄膜を作成する方法が種々提案されている。非
晶質の絶縁層上に高品質の半導体結晶薄膜が得られた場
合、次のような利点がある。即ち、従来のＳＯ８基板の
ように素子の高速化・高密度化ができると共に、シリコ
゛ン基板等を用いることができるので、サファイア等の
高価な絶縁性単結晶基板を使う必”要がなくな１す２、
製造コストの低減をはかり得る。
ところで、非晶質絶縁性基板上に良質な半導体結晶薄膜
を得るには、線状熱源を試料に対して相対的に移動せし
めるゾーンメルティング法が、大面積に亙っで均一な結
晶性を持つ半導９体層を得る方法として注目されている
。この方法では、基板の裏面側に赤外光等を照射して該
基板を１０００〜２０００　［℃］に加熱しておき、基
板上方から線状熱源によりエネルギービームを照射し該
ビームを一方向に走査させることで、基板上の半導体層
を溶融・固化させる。走査熱源としては種々のものが考
えられるが、基板がシリコン等の半導体である場合、赤
外線を主体にしたインコヒーレント光を基板に照射する
方法が基板の清浄度を確保できる等の特徴があり、極め
て有力と考えられる。
また、この方法を用いて得られた５ｉ０２上のシリコン
膜結晶品質は良好で、その素子特性もバルクシリコンの
それと略同等の値が得られるまでになってきている。
しかしながら、この種の方法で半導体結晶薄膜を作成し
た場合、再現性等にいくつかの問題点があることが判っ
た。即ち、この方法で所定の熱処理を行った基板を見る
と、基板シリコンにスリップや反り等が生じている場合
があり、甚だしい場合には基板が破損してことがある。
また、シリコン薄膜の一部が蒸発しているものも見られ
た。この原因を良く調べたところ、線状熱源の走査の際
、に基板へ供給される熱が、基板から外へ十分に逃げて
いかず、基板内の熱分布が不均一になるとこ、ろ１に問
題のあることが判った。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ゾーンメルティング法により基板上の
半導体薄膜を熱処理する際、基板内の熱分布不均一性に
よって生じる基板の機械的損傷等を防止することができ
、高品質で均一性の高い半導体結晶薄膜を得るための半
導体熱処理装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は、基板裏面への冷却用気体の吹付けによ
り基板内に熱分布不均一性が生じるのを防ぐことにある
。
即ち本発明は、基板の表面側に形成された半導体層を加
熱溶融せしめて該半導体層を再結晶化せしめる半導体熱
処理装置において、前記半導′体層に対しエネルギービ
ームを照射して咳、半導体層を選択的に加熱する手段と
、上記照射ビームと半導体層とを相対的に移動せしめる
手段と、前記基板呻裏面全体に光を照射し該基板を加熱
する手段と、斡記基板の裏面全体に冷却用気体を吹付は
該基板に冷却する手段とを設けるようにしたものである
。
゛〔発明の゛効果〕 本発明によれば、冷却用気体を基板裏面に吹付にするこ
とにより、基板の熱を十分に外部に逃がす１− １ｉｃ−とができ、これにより基板内の温度を均一に保
’＋ｂことができる。このため、基板内に発生する熱応
力に起因する機械的損傷を防止し、優れた素子特性が得
られる素子用基材を作成することが可能となる。
〔発明の実施例〕
第１図は本発明の一実施例に係わる半導体熱処理装置を
示す概略構成図である。図中１１は石英管で、この石英
管１１内には熱処理すべき試料１２を載置した試料台１
３が収容されている。石英管１１には、不活性ガスを導
入するためのガス導入口１１ａ及び該ガスを排気するた
めのガス排気口１１ｂが設けられている。また、石英管
１１内には、冷却用ガス導入管１４が設けられ、この導
入管１４の噴出ノズル１４ａが前記試料台１３の下面に
対向している。そして、冷却用ガスとしての例えばＡｒ
はノズル１４ａから噴射され前記基板１２の下面全体に
吹付けられ、基板１２の下面に吹付けられたガスは石英
管１１に設けられた冷庸曲ガス排気口１１ｃを介して外
部に排気される拠１のとなっている。
（一方、石英管１１の上方には走査加熱源１５が９、配
置されている。この加熱源１５は線状のランプ“ｉ　５
　ａと集光用の円反射面１５ｂとを持ち、前記試料１２
の表面側に赤外光ビームを照射し該基板上の半導体層を
選択的に加熱する。そして、この加熱源１５は図示しな
い駆動系により試料面と平行な方向に走査されるものと
なっている。また、石英管１１の下方には、ランプ加熱
系１６が配置されている。この加熱系１６は試料１２の
下面全体に赤外光を照射し、該基板を１０００〜１２０
０［℃］程度に加熱するものである。。
なお、前記試料１２としては、第２図（ａ）に示す如く
シリコン基板２１上にＳｉＯ２（絶縁膜）２２を形成し
、この絶縁膜２２上に多結晶シリコン膜２３を被着した
ものを用いた。また、第２図（ｂ）に示す如く絶縁膜２
２の一部に開孔２４を設け、多結晶シリコン膜２３の一
部をシリコン基板２１に接触させるようにしてもよいの
は、勿論のことである。
このような構成であれば、加熱源１５を試料１２の一端
から他端まで走査することによって、滅却用ガスの噴射
により基板２１の下面を均一に冷却へすることができる
ので、試料１２内の熱分布の不均一性を未然に防止する
ことができる。即ち、従来装置では赤外光ビームの照射
及び走査により半導体シリコン膜２３をアニールする場
合、試料１２からの熱が十分に逃げないので、アニール
初期時に比ベアニール後半では上記ビーム照射部分の温
度が高くなりすぎる。このため、基板２１内で温度分布
の不均一が生じるのである。これに対し本実施例では、
冷却用ガスの吹付けにより基板２１を十分に冷却するこ
とにより、基板２１の温度を所定温度に保持することが
でき、熱分布の不均一性を防止できるのである。従って
、シリコン基板２１の機械的損傷等を生じることなく、
＾品質で均一性の高いシリコン結晶薄膜を得ることがで
き、その有用性は絶大である。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記熱処理すべき半導体層は多結晶シリコ
ンに限るものではなく、非晶質シリコン、その他各種の
半導体層を用いることが可能である。また、半導体層を
加熱するための加熱、源としては、赤外光を照射するも
のの代りに電子ビームを照射するものであってもよい。
さらに、上記加熱源を走査する代りに前記基板を走査す
るようにしてもよい。また、冷却用ガスとしてはＡｒに
限らず、清浄な気体であれば用いることが橙きる。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲°で、種々変形して
実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係わる半導体加熱処理装置
を示す概略構成図、第２図（ａ）（ｂ）は上記熱処理す
べき試料の一例を示す断面図である。 １１・・・石英管、１１ａ・・・ガス導入口、１１ｂ・
・・ガス排気口、１１Ｇ・・・冷却用ガス排気口、１２
・・・試料、１３・・・試料台、１４・・・冷却用ガス
導入管、１４ａ・・・ノズル、１５・・・走査加熱源、
１６・・・ランプ加熱系、２１・・・シリコン基板、２
２・・・ＳｉＯ２膜（絶縁ＩＩ）、２３・・・多結晶シ
リコン膜（半導体膜）。 出願人　工業技術院長　用田裕部 第１図 第２図 （ａ、　（ｂ）

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基板の表面側に形成された半導体層に対しエネル
    ギービームを照射して該半導体層を選択的に加熱する手
    段と、上記照射ビームと基板とを相対的に移動せしめる
    手段と、前記基板の裏面全体に光を照射し該基板を加熱
    する手段と、前記基板の拳固全体に冷却用気体を吹付は
    該基板を冷却する秦段とを具備してなることを特徴とす
    る半導体熱処理装置。
  2. （２）前記基板として、絶縁基板を用いるようにし大こ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体熱処
    理装置。 １°（坪　前記基板として、表面に絶縁膜を被着した単
    結晶半導体基板を用いるようにしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の半導体熱処理装置。
JP59078382A 1984-04-20 1984-04-20 半導体熱処理装置 Pending JPS60223112A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01152716A (ja) * 1987-12-10 1989-06-15 Mitsubishi Electric Corp 加熱装置
US5219798A (en) * 1989-09-22 1993-06-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of heating a semiconductor substrate capable of preventing defects in crystal from occurring
WO1999041777A1 (fr) * 1998-02-13 1999-08-19 Seiko Epson Corporation Procede de production d'un dispositif semi-conducteur et appareil de traitement a chaud
KR100622241B1 (ko) 2005-02-23 2006-09-14 삼성에스디아이 주식회사 파장 에너지 공급장치가 장착된 진공증착 시스템 및 이를 이용한 박막 결정화 촉진방법
US7589818B2 (en) 2003-12-23 2009-09-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, alignment apparatus, device manufacturing method, and a method of converting an apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5768064A (en) * 1980-10-16 1982-04-26 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPS5870536A (ja) * 1981-10-22 1983-04-27 Fujitsu Ltd レ−ザアニ−ル方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5768064A (en) * 1980-10-16 1982-04-26 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPS5870536A (ja) * 1981-10-22 1983-04-27 Fujitsu Ltd レ−ザアニ−ル方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01152716A (ja) * 1987-12-10 1989-06-15 Mitsubishi Electric Corp 加熱装置
US5219798A (en) * 1989-09-22 1993-06-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of heating a semiconductor substrate capable of preventing defects in crystal from occurring
WO1999041777A1 (fr) * 1998-02-13 1999-08-19 Seiko Epson Corporation Procede de production d'un dispositif semi-conducteur et appareil de traitement a chaud
US6187616B1 (en) 1998-02-13 2001-02-13 Seiko Epson Corporation Method for fabricating semiconductor device and heat treatment apparatus
US7589818B2 (en) 2003-12-23 2009-09-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, alignment apparatus, device manufacturing method, and a method of converting an apparatus
KR100622241B1 (ko) 2005-02-23 2006-09-14 삼성에스디아이 주식회사 파장 에너지 공급장치가 장착된 진공증착 시스템 및 이를 이용한 박막 결정화 촉진방법

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