JPS6167115A

JPS6167115A - 光加熱装置

Info

Publication number: JPS6167115A
Application number: JP18854184A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Onishi; 茂夫大西; Tetsuo Biwa; 枇杷　哲夫; Hiroaki Shimizu; 宏明清水; Junichi Takeoka; 竹岡　順一; Tomohiko Matsushita; 松下　朝彦
Original assignee: KOYO RINDOBAAGU KK; Sharp Corp
Current assignee: KOYO RINDOBAAGU KK; Sharp Corp
Priority date: 1984-09-07
Filing date: 1984-09-07
Publication date: 1986-04-07

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】（産業上の利用分野）本発明は、半導体のウェハー・プロセスに使用する光加
熱装置に関する。光加熱装置は、従来の電気炉に代わり
、イオン注入層の活性化、リンシリケートガラスのりフ
ロー、金属の７二−ル、Ｓｉと金属とのオーミックコン
タクトの形成等に（重用される装置であり、ランプによ
る光照射により数秒ないし士故砂での急速加熱および急
速冷却が可能であることを特徴とする。

（従来技術）光加熱装置は、たとえば、イオン注入した半導体ウェハ
ーの７ニールのため使用される。第９図は、従来の尼加
熱装ｖｒＣ（ランプアニール装置）の−例の要部のｆｌ
ｔ１１面断面図である。平根状反射版１に而して、棒状
のタングステンーハロゲンランプ（り下、ランプと略す
る）２，２．　　・・が平行に配置される。（反射板１
の表面は、反射Ｚｊ果を高めるため、各ランプ２に対応
して曲面状に加工してもよい。）この反射板１とランプ
２の紺かｆ−＋；’（あるいは左右）方向に離間して配
置され、そＪＬｈの間１こ石英プラス襞のプロセスチュ
ーブ３が配置される。

イオン注入しｊこ半４体ウェハー・１は、プロセスチュ
ーブ３内に収容されたサセプター（石英製）５の上に配
置される。このような状態で、ランプ２を照射してウェ
ハー４を加熱する。なお、プロセスチューブ３とふた６
とからなる処理用空間で処理用ガスの心入、排気等が行
なわれ、ウェハー４が処理される。

（発明の解決ｒへき問題点）尼加熱装置を用いてイオン注入した゛ト導体ウェハーを
７ニールする場合、短時間（数秒〜十数秒）τ高温（〜
ｌ　２１１　＋）　’Ｃ）まで加熱、冷却するために、
炉内の温度分布、放熱条件等の影響を受けて、ウェハー
面の温度分布が不均一になり、ウニノー−が変形したり
、スリップラインが発生することがある。

とくに、高温で処理する場合に問題が発生しやすい。従
来の方法では第９図のように、ランプ配列が上下並列の
場合が一般的であるにの配列でランプ出力を制御した場
合、ランプの並んでいる方向に対しては、温度分布の制
御が可能であるが、これと垂直な方向に対しては、温度
分布の制御が不可能であり、温度分布を均一にすること
ができなかった。

本発明の目的は、アニール中の半導体ウヱノ＼−内の温
度分布を均一にすることができる光加熱装置を提供する
ことである。

（問題点を解決するだめの手段）本発明に係る光加熱装置は、被加熱体を収容する処理室
の対向する二面の外側に、それぞれ、下行に配列した第
１．第２のランプ群を相互に直交するように配設し、加
熱時には、各ランプ群を少なくとち３ブ叱ツク（合計１
２ブロック）に分割し、各ブロック毎にランプ出力を制
御し、被加熱体の温度分布を均一にするようにしたこと
を特徴とする。

（作用）本発明においては、平行に配列したランプ群が二組積層
され、且つ、配列の方向は相互に直交している。したが
って、ランプの発光は直交する二方向で制御でき、この
ため、被加熱体の温度分布は均一にできる。

（実施例）以下に、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する
。

第１図は、本発明の実施例の一例の要部の側面断面図で
ある。本実施例においては、反射板１とプロセスチュー
ブ（石英管）３との間の空間に、横方向に平行な、例え
ば１２本のタングステン−ハロゲンランプ（以下、単に
ランプという。）１１゜１１、・・・と、これと直交す
る縦方向に平行な例えば８本のランプ１２，１２．・・
・とが、上下２層に配設される。プロセスチューブ３内
にはウェハー４、サセプター５が従来と同じように配置
される。

縦横のランプ群は、各行、列とも少なくと６３ブロック
（合計１２ブロック）以上に分割し、各ブロック毎にラ
ンプ出力が制御可能になっている。なお、電源制御系は
、周知の装置を用いるので図示しない。ランプの数が多
くなるので、照射密度が大きくなり、昇温速度も速くな
る。

第２図、第３図および第４図は、それぞれ、本実施例の
側面部分断面図、正面部分断面図、上面部分断面図であ
る。第４図に示すように、本実施例では、４本まｔこは
２本のランプを１ブロックとし、上下とも縦方向Ｘ、Ｙ
、Ｚ、横方向Ａ、Ｂ。

Ｃの計１２ブロックにランプ群を分割制御している。

本実施例における温度分布の結果について、図を用いて
説明する。４インチのステンレス鋼ウェハーを被測温体
に用いた。ステンレス鋼は、シリコンに比べて熱伝導度
が７分の１程度であり、光照射による高温急速７二−ル
法においては、光照射の不均一性が、ウェハー面内温度
分布において、シリコンに比較して強調されると考えら
れる。また、測温体にクロメル・アルメル熱電灯を用い
て、ステンレス鋼ウェハー上に多点溶接をすることによ
り面内温度分布を測定した。第５図（ａ）、（ｂ）には
、ウェハー４上の測定位置を示す。

本実施例による加熱において、ウェハー４の温度は、第
６図に示すように、約８炒てｌ　ｆｌ　１１１１　’Ｃ
に達しその後一定である。３０＃＋後に加熱をやめると
、温度は急速に減少する。

第７図と第８図とは、それぞれ、第５図（、）と第５図
（ｂ）に示した測定位置での温度分布を示す。

ウェハー全面が熱平衡状態に達すると（約１５沙後）、
さらに温度差が広がることなく、温度分布が持続する。

第７図と第８図においては、適当な時点（加熱開始後３
０秒後）での測定データを示した。第７図と第８図にお
いて、左側のデータは、ランプ１１，１１．・・・；　
　１２，１２．・・・に均等にパワーをかけた場合のデ
ータであＩ）、それぞれ３５°Ｃ１５５℃の温度差の分
布か観測される。これに対し、第７図と第８図の右側の
データは、ブロック制御によりパワーフントロールを行
なった場合のデータである。ウェハー面内の温度分布は
、ガスの流れに平行な方向でも垂直な方向でも、ｌＯ°
Ｃ以内で均一になった。このため、半導体ウェハーにス
トリップラインが生じるなどの不具合が生じなくなった
。

（発明の効果）本発明により、光加熱炉を半導体の製造工程で使用する
ことが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の正面断面図である。第２図、第３図、第４図は、それぞれ、本発明の実施例
の正面部分断面図、側面部分断面図、上面部分断面図で
ある。第５図（ａ）、（ｂ）はウェハーの測温位置を示す図で
ある。第６図は、本発明のり、地利における加熱の’（：ｒ：
　Ｉ曳プロファイルを示すグラフである。第７図と第８図とは、それぞれ、第５図（ａ）、（＋１
）のａｌ１１温位置で測定した温度分布を示士グラフで
ある。第９図は、従来の光加熱装置の正面断面図である。特許出願人　　シャープ株式会社はか１名代　　理　　
人　弁理士　青白　葆　ほか２名第２図第４図Ａｌ：＄ｕ第３図第６図時間げ）第７図」り定１カミシＥ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　？１２位１【第８図」リロ＝信１【りｐ１定イ立工第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被加熱体を収容する処理室の対向する二面の外側
に、それぞれ、平行に配列した第１、第２のランプ群を
相互に直交するように配設し、加熱時には、各ランプ群
を少なくとも３ブロック（合計１２ブロック）に分割し
、各ブロック毎にランプ出力を制御し、被加熱体の温度
分布を均一にするようにしたことを特徴とする光加熱装
置。