JPS60228932A - 光加熱炉用温度測定装置 - Google Patents
光加熱炉用温度測定装置Info
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- JPS60228932A JPS60228932A JP8413484A JP8413484A JPS60228932A JP S60228932 A JPS60228932 A JP S60228932A JP 8413484 A JP8413484 A JP 8413484A JP 8413484 A JP8413484 A JP 8413484A JP S60228932 A JPS60228932 A JP S60228932A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (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
【発明の詳細な説明】
本発明祉光加熱炉、特に光による半導体基板加熱炉用の
温度測定装置に関する。
温度測定装置に関する。
近年、先細熱炉による半導体基板のアニーリングが広〈
実施されるようになってきた。その理自社、光加熱によ
るアニーリングは抵抗加熱によるアニーリングに比べ、
アニーリング時間が短くてすむ結果、超ＬＳＩのごとく
非常に浅−接合を要求する半導体デバイスのイオン注入
後のアニールでは熱拡散による不純物の再分布が避けら
れると−う非常なメリットがある。又、レーザーアニー
リング等のビームアニーリングに比べても、温度の均一
性、アニーリングによるダメージが少いという点で光加
熱によるアニーリングは有望視されている。
実施されるようになってきた。その理自社、光加熱によ
るアニーリングは抵抗加熱によるアニーリングに比べ、
アニーリング時間が短くてすむ結果、超ＬＳＩのごとく
非常に浅−接合を要求する半導体デバイスのイオン注入
後のアニールでは熱拡散による不純物の再分布が避けら
れると−う非常なメリットがある。又、レーザーアニー
リング等のビームアニーリングに比べても、温度の均一
性、アニーリングによるダメージが少いという点で光加
熱によるアニーリングは有望視されている。
一方、現状の光加熱炉用の温度測定装置としては通常の
石英又はアルミナで作られた保護管中に、例えば、白金
−白金ロジウムの熱電対を挿入した温度測定装置が使用
されているのが現状である。
石英又はアルミナで作られた保護管中に、例えば、白金
−白金ロジウムの熱電対を挿入した温度測定装置が使用
されているのが現状である。
この場合は、例えば、波長が０．８μの光により加熱さ
れる場合には、シリコン半導体基板の波長＆８μの光に
対する吸収係数が約１０３儂−１であるのに対し、前記
石英又はアルミナの光に対する吸収係数は数α−１であ
る。かくのごとく、シリコン半導体基板と石英又はアル
ミナの保護管に対する光の吸収係数が相違するために、
半導体基板の温度と実測された温度との間に差を生ずる
。
れる場合には、シリコン半導体基板の波長＆８μの光に
対する吸収係数が約１０３儂−１であるのに対し、前記
石英又はアルミナの光に対する吸収係数は数α−１であ
る。かくのごとく、シリコン半導体基板と石英又はアル
ミナの保護管に対する光の吸収係数が相違するために、
半導体基板の温度と実測された温度との間に差を生ずる
。
このため、実際に処理している半導体基板の温度を正確
に知ることができないばかりか、半導体基板の温度をフ
ン）０−ルすることが困難であるという欠点がある。
に知ることができないばかりか、半導体基板の温度をフ
ン）０−ルすることが困難であるという欠点がある。
本発明は、この様な問題点を解決し、シリコン半導体基
板の正確な温度を測定する装置を提供することを目的と
している。
板の正確な温度を測定する装置を提供することを目的と
している。
本発明紘、保護管６と、内部に熱電対を有する中空長円
筒状の光加熱炉用温度測定装置において、該保護管６が
高純度シリコンから成ることを要旨とする。
筒状の光加熱炉用温度測定装置において、該保護管６が
高純度シリコンから成ることを要旨とする。
以下、本発明の一実施例を図面を用−て説明する。
第１図は売却熱炉の概念断面図、第２図、第３図、およ
び第４図は本発明による温度測定装置の一実施例を示す
断面図である。
び第４図は本発明による温度測定装置の一実施例を示す
断面図である。
１は加熱用電源、２は反射鏡、３は半導体基板、４はペ
デスタル、５は温度測定装置、６ｆｄ保護管、７は熱電
対、８，９は保護膜を示す。
デスタル、５は温度測定装置、６ｆｄ保護管、７は熱電
対、８，９は保護膜を示す。
半導体基板、例えにシリコン半導体基板を光加熱し、ア
ニーリングする場合、該基板３をペデスタル４上に乗せ
、炉１１中に装入し、加熱光源１、例えばキセノンラン
プで加熱スる。コｌＦ）場合、温度測定装置５を炉１１
中に挿入し、該測定装置５の高さを該基板３とは！同じ
高さにしておく、該温度測定装置５は例えに第２図に示
すごとく、外径３〜１０１１１１、長さ２０〜２ｏｏＩ
ＩＩＥの高純度シリコンより成る中空長円筒状の保護管
６とその中に挿入されて−る熱電対７より成っている。
ニーリングする場合、該基板３をペデスタル４上に乗せ
、炉１１中に装入し、加熱光源１、例えばキセノンラン
プで加熱スる。コｌＦ）場合、温度測定装置５を炉１１
中に挿入し、該測定装置５の高さを該基板３とは！同じ
高さにしておく、該温度測定装置５は例えに第２図に示
すごとく、外径３〜１０１１１１、長さ２０〜２ｏｏＩ
ＩＩＥの高純度シリコンより成る中空長円筒状の保護管
６とその中に挿入されて−る熱電対７より成っている。
該保護管６の先端１０は円形又は角形で密閉されている
。又、該高純度シリコンは通常半導体デバイスに使用さ
れる程度の高純度のものでよ−。
。又、該高純度シリコンは通常半導体デバイスに使用さ
れる程度の高純度のものでよ−。
実施例１
本実施例は、多結晶シリコン、およびアルミナ、ならび
に石英の保護管よりなる各々の場合の実験を行った。
に石英の保護管よりなる各々の場合の実験を行った。
該多結晶シリコン保護管は第２図に示す。
該保護管は外径３〜ＩＯＷの多結晶シリコンより成って
いる。該多結晶シリコンは通常半導体デバイスに使用さ
れる程度の高純度のものが望ましい。
いる。該多結晶シリコンは通常半導体デバイスに使用さ
れる程度の高純度のものが望ましい。
該多結晶シリコン保護管６の作成方法は直径５〜１２ｇ
１ｓ長さ２０〜２００蔽のムクの多結晶シリコン棒の表
面を研削又はエツチングすることにより表面仕上をし、
その後、ドリリングにより３〜６ｎの孔あけをする。先
端部は丸形又は角形に研削又はエツチング仕上をするこ
とにより作られる。
１ｓ長さ２０〜２００蔽のムクの多結晶シリコン棒の表
面を研削又はエツチングすることにより表面仕上をし、
その後、ドリリングにより３〜６ｎの孔あけをする。先
端部は丸形又は角形に研削又はエツチング仕上をするこ
とにより作られる。
実験方法は、前記多結晶シリコン、およびアルミナ、な
らびに石英の各々の保護管６中に熱電対、例えば、白金
−白金ロジウムの熱電対を挿入し、第１図に示した加熱
炉中の位置に装入して温度を測定した。
らびに石英の各々の保護管６中に熱電対、例えば、白金
−白金ロジウムの熱電対を挿入し、第１図に示した加熱
炉中の位置に装入して温度を測定した。
この場合の測定結果を第５図に示す。
第５図は、本実施例および従来の温度測定装置の特性、
即ち前記３種類の保護管を用いた場合の時間と熱電対が
示す温度の関係を示している。
即ち前記３種類の保護管を用いた場合の時間と熱電対が
示す温度の関係を示している。
櫛軸は時間（Ｓｅｃ）、縦軸は熱電対の示す温度（’Ｃ
）であり、曲線Ａは高純度シリコン保護管を用い測定し
た結果であり、曲＠Ｂはアルミナ保護管を用−た結果で
あり、曲＠Ｃは石英保護管を用いた結果を示している。
）であり、曲線Ａは高純度シリコン保護管を用い測定し
た結果であり、曲＠Ｂはアルミナ保護管を用−た結果で
あり、曲＠Ｃは石英保護管を用いた結果を示している。
本実施例では、ランプパワーａｏｋｌ光ピーク波長は約
ＬＯμである。
ＬＯμである。
本実施例のランプアニールでは第５図から明らかなよう
に、熱電対保護管の温度、即ち熱電対の示す温度は、石
英保護管、アルミナ保護管、高純度シリコン保護管の順
に高くなる。
に、熱電対保護管の温度、即ち熱電対の示す温度は、石
英保護管、アルミナ保護管、高純度シリコン保護管の順
に高くなる。
この結果より、高純度シリコンを保護管とする熱電対の
示す温度が実際に処理されるシリコンの半導体基板の温
度に最も近いことがわかる。
示す温度が実際に処理されるシリコンの半導体基板の温
度に最も近いことがわかる。
又、第５図のＡ、Ｂ、Ｃの各曲線の傾斜状態からもわか
るごとく、アルミナ又は石英の保護管を用いた場合には
、保護管の温度が半導体基板の温度よりも低いために、
半導体基板からの輻射又は雰囲気を介しての伝導による
温度上昇があり、実際に半導体基板を処理している時間
内にも上昇し続は安定しない。然るに高純度シリコン保
護管を用いた場合は、短時間に安定することがわかる。
るごとく、アルミナ又は石英の保護管を用いた場合には
、保護管の温度が半導体基板の温度よりも低いために、
半導体基板からの輻射又は雰囲気を介しての伝導による
温度上昇があり、実際に半導体基板を処理している時間
内にも上昇し続は安定しない。然るに高純度シリコン保
護管を用いた場合は、短時間に安定することがわかる。
以上の結果より、先細熱炉で用いられる光の波長領域で
は多結晶シリコンの光の吸収がシリコン半導体基板の光
の吸収にほぼ同じであること、又熱伝導も同様に半導体
基板の熱伝導とほぼ同じであることにより、従来の石英
又はアルミナの保護管に比べて、温度測定は格段に安定
し、正確であった。
は多結晶シリコンの光の吸収がシリコン半導体基板の光
の吸収にほぼ同じであること、又熱伝導も同様に半導体
基板の熱伝導とほぼ同じであることにより、従来の石英
又はアルミナの保護管に比べて、温度測定は格段に安定
し、正確であった。
実施例２
本実施例は、内面が酸化膜でおおわれた高純度シリコン
、およびアルミナ、ならびに石英の保護管よシなる各々
の場合の実験を前記実施例１と同様に行った。
、およびアルミナ、ならびに石英の保護管よシなる各々
の場合の実験を前記実施例１と同様に行った。
該内面が酸化膜でおおわれた高純度シリコン保護管は第
３図に示すごとく、前記実施例１の多結晶シリコン保護
管の内面に厚さ１μ軍以下のシリコン酸化膜９を保護膜
として生成させたものである。
３図に示すごとく、前記実施例１の多結晶シリコン保護
管の内面に厚さ１μ軍以下のシリコン酸化膜９を保護膜
として生成させたものである。
この場合のシリコン酸化膜９は実施例１の多結晶シリコ
ン保護管６を熱酸化することにより生成させることがで
きる。該熱酸化は例えば９００℃〜１２００℃に加熱さ
れた炉中に該保護管を置き、ドライ酸素又は水蒸気を送
入し、０．５〜２時間加熱することによシ生成すること
ができる。
ン保護管６を熱酸化することにより生成させることがで
きる。該熱酸化は例えば９００℃〜１２００℃に加熱さ
れた炉中に該保護管を置き、ドライ酸素又は水蒸気を送
入し、０．５〜２時間加熱することによシ生成すること
ができる。
その後、該保護管外面のみを弗酸に浸漬して、 １酸化
膜を除去する。
膜を除去する。
かくすれば、該保護管の内面のみに保護膜を生成させる
ことができる。
ことができる。
実施例１のごとく、多結晶シリコンのみを保護管として
、高温で測定に使用することも可能であるが、この場合
は、保護管のシリコンと熱電対が接触した際に、シリコ
ンと熱電対に使用される金属とが反応してシリサイドを
形成し、熱電対の熱起電力が変化してしまう恐れがある
。
、高温で測定に使用することも可能であるが、この場合
は、保護管のシリコンと熱電対が接触した際に、シリコ
ンと熱電対に使用される金属とが反応してシリサイドを
形成し、熱電対の熱起電力が変化してしまう恐れがある
。
この点、シリコン酸化膜でおおわれた多結晶シリコンを
用いた場合には、シリコン酸化膜は高温でも安定である
から、化学反応をおこすことがなく、従って、熱起電力
の変化社なくて、安定で正確な温度測定ができる。然し
、あまり厚いシリコン酸化膜をつけると、シリコン酸化
膜は熱伝導がおそいから適当でない。酸化膜が１μ、冨
以下であれば、熱電対の応答がおくれることけない。
用いた場合には、シリコン酸化膜は高温でも安定である
から、化学反応をおこすことがなく、従って、熱起電力
の変化社なくて、安定で正確な温度測定ができる。然し
、あまり厚いシリコン酸化膜をつけると、シリコン酸化
膜は熱伝導がおそいから適当でない。酸化膜が１μ、冨
以下であれば、熱電対の応答がおくれることけない。
本実施例による測定結果は第５図における曲線Ａ、Ｂ、
Ｃとほぼ同様であり、実施例１とほぼ同様の効果が得ら
れた。即ち内面が酸化膜でおおわれた高純度シリコン保
護管は従来の石英又はアルミナ保護管に比べて、温度測
定は格段に安定し、正確であった。
Ｃとほぼ同様であり、実施例１とほぼ同様の効果が得ら
れた。即ち内面が酸化膜でおおわれた高純度シリコン保
護管は従来の石英又はアルミナ保護管に比べて、温度測
定は格段に安定し、正確であった。
実施例３
本実施例は、内面および外面がシリコン酸化膜でおおわ
れている高純度シリコンおよびアルミナ、ならびに石英
の保護管よりなる各々の場合の実験を前記実施例１と同
様に行った。
れている高純度シリコンおよびアルミナ、ならびに石英
の保護管よりなる各々の場合の実験を前記実施例１と同
様に行った。
該内面および外面が酸化膜でおおわれた高純度シリコン
保護管は第４図に示すごとく、前記実施例１の多結晶シ
リコン保護管の多結晶シリコンの内面および外面に各々
厚さ１μｍ以下のシリコン酸化膜＆９を生成させたもの
である。
保護管は第４図に示すごとく、前記実施例１の多結晶シ
リコン保護管の多結晶シリコンの内面および外面に各々
厚さ１μｍ以下のシリコン酸化膜＆９を生成させたもの
である。
この場合のシリコン酸化膜＆９は実施例１の多結晶シリ
コン保護管を熱酸化することにより生成させることがで
きる。該熱酸化は例えば９００℃〜１２００℃に加熱さ
れた炉中に該保護管を置き、ドライ酸素又は水蒸気を送
入し、０．５〜２時間加熱することにより生成すること
ができる。
コン保護管を熱酸化することにより生成させることがで
きる。該熱酸化は例えば９００℃〜１２００℃に加熱さ
れた炉中に該保護管を置き、ドライ酸素又は水蒸気を送
入し、０．５〜２時間加熱することにより生成すること
ができる。
かくすれば、該保護管６の多結晶シリコンの内面は保護
膜により、前記実施例２と同様にシリコンと熱電対金属
とが反応することなく、安定した正確な温度測定ができ
る。又、外面は同様の保護膜によって、先細熱炉ｌｌ内
での雰囲気ガス例えば、ｎ２． ＨＣＪ等から保護管６
の多結晶シリコン部分を保護することができる。
膜により、前記実施例２と同様にシリコンと熱電対金属
とが反応することなく、安定した正確な温度測定ができ
る。又、外面は同様の保護膜によって、先細熱炉ｌｌ内
での雰囲気ガス例えば、ｎ２． ＨＣＪ等から保護管６
の多結晶シリコン部分を保護することができる。
この場合、実施例２と同様に、酸化膜厚が１μｍ以下で
あれは熱電対の応答がおくれることかない。
あれは熱電対の応答がおくれることかない。
本実施例による測定結果社第５図における曲線Ａ、Ｂ
、Ｃとはげ同様であシ、実施例１とほぼ同様の効果が得
られた。即ち、内面および外面が酸化膜でおおわれた高
純度シリコン保護管は石英又はアルミナ保護管に比べて
温度測定は格段に安定し、正確であった。
、Ｃとはげ同様であシ、実施例１とほぼ同様の効果が得
られた。即ち、内面および外面が酸化膜でおおわれた高
純度シリコン保護管は石英又はアルミナ保護管に比べて
温度測定は格段に安定し、正確であった。
尚、以上述べた各実施例からもわかるごとく、・本発明
による温度測定装置を作成するための加工は容易である
。
による温度測定装置を作成するための加工は容易である
。
以上詳述したごとく、本発明の温度測定装置によれば、
先細熱炉における従来の温度測定装置より格段に安定し
た、正確な温度測定ができる大きな効果がある。
先細熱炉における従来の温度測定装置より格段に安定し
た、正確な温度測定ができる大きな効果がある。
第１図は光加熱装置の概念断面図であり、第２図、第３
図および第４図は本発明による温度測定装置の一実施例
を示す断面図であり、第５図は本発明の実施例による測
定結果と従来法による測定結果を示す表である。 特許出願人 小松電子金属株式会社 第１Ｉｎ 第２１ｉ１ 第３１ 第１ｆｗ４ １４ 向（５４ｅ ） Ｓダ図
図および第４図は本発明による温度測定装置の一実施例
を示す断面図であり、第５図は本発明の実施例による測
定結果と従来法による測定結果を示す表である。 特許出願人 小松電子金属株式会社 第１Ｉｎ 第２１ｉ１ 第３１ 第１ｆｗ４ １４ 向（５４ｅ ） Ｓダ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、保護管６と、内部に熱電対を有する中空長円筒状の
光加熱炉用温度測定装置にお−て、該保護管６が高純度
シリコンから成ることを特徴とする温度測定装置。 ２、該保護管６が多結晶シリコンから成ることを特徴と
する特許請求の範囲第１項の温度測定装置。 ３、該保護管６の高純度シリコンの内面がシリコン酸化
膜でおおわれていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項の温度測定装置。 ４、該保護管６の高純度シリコンの内面および外面がシ
リコン酸化膜でおおわれていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項の温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8413484A JPS60228932A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光加熱炉用温度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8413484A JPS60228932A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光加熱炉用温度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60228932A true JPS60228932A (ja) | 1985-11-14 |
| JPH047820B2 JPH047820B2 (ja) | 1992-02-13 |
Family
ID=13822025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8413484A Granted JPS60228932A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光加熱炉用温度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60228932A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163323A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 赤外線加熱装置 |
| JPS62203424U (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-25 | ||
| WO1998038673A1 (fr) * | 1997-02-27 | 1998-09-03 | Sony Corporation | Instrument et procede de mesure de la temperature d'un substrat, procede de chauffage d'un substrat et dispositif de traitement par la chaleur |
| JP2004311712A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694750A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-31 | Nippon Instr Kk | Heating treatment device |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP8413484A patent/JPS60228932A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694750A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-31 | Nippon Instr Kk | Heating treatment device |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163323A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 赤外線加熱装置 |
| JPS62203424U (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-25 | ||
| WO1998038673A1 (fr) * | 1997-02-27 | 1998-09-03 | Sony Corporation | Instrument et procede de mesure de la temperature d'un substrat, procede de chauffage d'un substrat et dispositif de traitement par la chaleur |
| JP2004311712A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH047820B2 (ja) | 1992-02-13 |
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