JPS6244848B2 - - Google Patents
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- JPS6244848B2 JPS6244848B2 JP56194576A JP19457681A JPS6244848B2 JP S6244848 B2 JPS6244848 B2 JP S6244848B2 JP 56194576 A JP56194576 A JP 56194576A JP 19457681 A JP19457681 A JP 19457681A JP S6244848 B2 JPS6244848 B2 JP S6244848B2
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- auxiliary heating
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
- H01L21/2686—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation using incoherent radiation
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体ウエハーを光照射で加熱する方
法に関する。
法に関する。
最近、半導体ウエハー（以下ウエハー）への不
純物の導入方法として、不純物濃度、接合の深さ
を精密に制御しうることから、不純物をイオン状
にして加速してウエハーに打ち込むイオン注入法
が使用されて来ている。しかしこのイオン注入法
においては、注入後普通アルゴンのような不活性
ガス中で、約1000℃またはそれ以上にウエハーを
加熱処理する必要がある。その場合、注入された
不純物の深さ方向の濃度分布が熱拡散により変化
しないように短時間で加熱処理しなければならな
い。また、生産性を向上させるためにもウエハー
の急速加熱、急速冷却が要請されている。
純物の導入方法として、不純物濃度、接合の深さ
を精密に制御しうることから、不純物をイオン状
にして加速してウエハーに打ち込むイオン注入法
が使用されて来ている。しかしこのイオン注入法
においては、注入後普通アルゴンのような不活性
ガス中で、約1000℃またはそれ以上にウエハーを
加熱処理する必要がある。その場合、注入された
不純物の深さ方向の濃度分布が熱拡散により変化
しないように短時間で加熱処理しなければならな
い。また、生産性を向上させるためにもウエハー
の急速加熱、急速冷却が要請されている。
上記要請により、最近、ウエハーを光照射で加
熱する方法が開発され、これによれば、数秒間で
1000℃〜1400℃まで短時間昇温が可能である。
熱する方法が開発され、これによれば、数秒間で
1000℃〜1400℃まで短時間昇温が可能である。
しかしながら、ウエハー、例えば、単結晶シリ
コンを数秒以内で1000℃以上に加熱すると、ウエ
ハーの外周近傍と中央部との昇温差、つまり不均
一昇温のために「スリツプライン」といわれる損
傷が生ずることが分つた。すなわち、ウエハーの
厚さは普通0.5mm前後程度と非常に薄く、厚さ方
向の温度分布は、時間的には10-3秒の桁の程度で
緩和されるので、実用的にはウエハー面上の温度
分布さえ均一にしてやればスリツプラインのよう
な損傷は防止できるわけであるが、ウエハーの表
面を均一な照射エネルギー密度で光照射すると、
どうしても、ウエハー外周近傍からの熱放散が、
中央部の熱放散より大きいので、外周近傍温度は
中央部温度より低くなり、スリツプラインが発生
する。
コンを数秒以内で1000℃以上に加熱すると、ウエ
ハーの外周近傍と中央部との昇温差、つまり不均
一昇温のために「スリツプライン」といわれる損
傷が生ずることが分つた。すなわち、ウエハーの
厚さは普通0.5mm前後程度と非常に薄く、厚さ方
向の温度分布は、時間的には10-3秒の桁の程度で
緩和されるので、実用的にはウエハー面上の温度
分布さえ均一にしてやればスリツプラインのよう
な損傷は防止できるわけであるが、ウエハーの表
面を均一な照射エネルギー密度で光照射すると、
どうしても、ウエハー外周近傍からの熱放散が、
中央部の熱放散より大きいので、外周近傍温度は
中央部温度より低くなり、スリツプラインが発生
する。
本発明は係る観点から、半導体ウエハーを光照
射で加熱する方法において、スリツプラインのよ
うな損傷が生じないような加熱方法を提供するこ
とを目的としてなされ、その特徴とするところ
は、 モリブデンやタングステン、タンタルの如き光
照射を受けて、外部電源なしで昇温する補助加熱
源を半導体ウエハーの外周を取り囲むように配置
し、補助加熱源で半導体ウエハーの外周近傍を補
助的に加熱しながら、半導体ウエハーを光照射で
加熱する方法であつて、 補助加熱源の物性値１−η／ρ・ｄ・Ｃを、半導体ウ
エハ ーのそれに対して、0.6〜1.4に規定してなること
にある。
射で加熱する方法において、スリツプラインのよ
うな損傷が生じないような加熱方法を提供するこ
とを目的としてなされ、その特徴とするところ
は、 モリブデンやタングステン、タンタルの如き光
照射を受けて、外部電源なしで昇温する補助加熱
源を半導体ウエハーの外周を取り囲むように配置
し、補助加熱源で半導体ウエハーの外周近傍を補
助的に加熱しながら、半導体ウエハーを光照射で
加熱する方法であつて、 補助加熱源の物性値１−η／ρ・ｄ・Ｃを、半導体ウ
エハ ーのそれに対して、0.6〜1.4に規定してなること
にある。
以下図面を参照しながら本発明の一実施例を説
明する。
明する。
第１図は、光照射炉内に配置されたウエハーを
上方から見た加熱方法の説明図、第２図は、第１
図を側方から見た説明図であつて、上方及び下方
からは、消費電力1.5KWの棒状のハロゲン電球
各々12本を一平面上に近接して並べて面光源の形
式にし、この面光源とウエハー１との間隔を40mm
程度にして10秒間程度通電し、ウエハー１の表面
温度が中央部１ａで約1250℃になるように光照射
されるようになつている。光照射のための前記面
光源の全消費電力は約35KWに及び、ウエハーは
直径４インチ、厚さ0.4mm、10000Åにおける反射
率ηが0.3の、ホウソをイオン注入した単結晶シ
リコンである。
上方から見た加熱方法の説明図、第２図は、第１
図を側方から見た説明図であつて、上方及び下方
からは、消費電力1.5KWの棒状のハロゲン電球
各々12本を一平面上に近接して並べて面光源の形
式にし、この面光源とウエハー１との間隔を40mm
程度にして10秒間程度通電し、ウエハー１の表面
温度が中央部１ａで約1250℃になるように光照射
されるようになつている。光照射のための前記面
光源の全消費電力は約35KWに及び、ウエハーは
直径４インチ、厚さ0.4mm、10000Åにおける反射
率ηが0.3の、ホウソをイオン注入した単結晶シ
リコンである。
２は、厚さが0.6mm、巾10mmの内径Ｒが11cm、
同じくηが0.65のモリブデン板であつて、ウエハ
ー１の外周１ｃを取り囲むように配置され、とこ
ろどころに、ウエハー１を支持する爪２ａを具え
ている。たゞし、爪の部分は、SiO2のコーテイ
ングを施してあり、ウエハー１との間隙Ｐは略４
mm程度である。なお、モリブデン板は外部電源に
は接続されておらず、光照射を受けて昇温する。
同じくηが0.65のモリブデン板であつて、ウエハ
ー１の外周１ｃを取り囲むように配置され、とこ
ろどころに、ウエハー１を支持する爪２ａを具え
ている。たゞし、爪の部分は、SiO2のコーテイ
ングを施してあり、ウエハー１との間隙Ｐは略４
mm程度である。なお、モリブデン板は外部電源に
は接続されておらず、光照射を受けて昇温する。
上記状態で、半導体ウエハーを光照射によつて
加熱すると、ウエハー１の中央部１ａは約1250℃
になるのに対して、外周近傍１ｂは約1180℃とな
り、スリツプラインの発生は認められない。つま
り、モリブデン板も光照射を受けて昇温し、ウエ
ハーの外周近傍からの熱放散を相殺するように補
助的に外周近傍を加熱して、ウエハーの表面の温
度の均一化に寄与しているからであり、ウエハー
の外周を取り囲むモリブデン板が存在しない場合
は、外周近傍１ｂの温度は1120℃であつて、明ら
かなスリツプラインが認められる。
加熱すると、ウエハー１の中央部１ａは約1250℃
になるのに対して、外周近傍１ｂは約1180℃とな
り、スリツプラインの発生は認められない。つま
り、モリブデン板も光照射を受けて昇温し、ウエ
ハーの外周近傍からの熱放散を相殺するように補
助的に外周近傍を加熱して、ウエハーの表面の温
度の均一化に寄与しているからであり、ウエハー
の外周を取り囲むモリブデン板が存在しない場合
は、外周近傍１ｂの温度は1120℃であつて、明ら
かなスリツプラインが認められる。
ところで、前記の通り、光照射による加熱は、
短時間昇温に特徴があり、したがつて、前記の補
助加熱源も光照射を受けて昇温する場合、ウエハ
ーと同じかもしくはほゞ同じように短時間昇温す
るものでなければならない。
短時間昇温に特徴があり、したがつて、前記の補
助加熱源も光照射を受けて昇温する場合、ウエハ
ーと同じかもしくはほゞ同じように短時間昇温す
るものでなければならない。
ウエハーにしても、モリブデンにしても、その
昇温速度△Ｔ／△ｔは、光照射面に垂直な面上での光照 射エネルギー密度を（Ｗ／cm2）、その面積をＳ
（cm2）、厚さをｄ（cm）、比重をρ（ｇ／cm2）、比熱
をＣ（ジユール／ｇ・℃）、反射率をηとする
と、 ρ・ｄ・Ｓ・Ｃ・△Ｔ／△ｔ＝・（１−η）・Ｓ−ｘ で表わされ、ｘは、放射、伝導、対流等による熱
ロスで、このロスは、第１項の値に比べ小さいの
で、近似的には、 ρ・ｄ・Ｓ・Ｃ・△Ｔ／△ｔ≒・（１−η）・Ｓ△Ｔ／△ｔ≒・１−η／ρ・ｄ・Ｃ で表わされ、△Ｔ／△ｔがウエハーとモリブデ
ン、夫々について、略等しい方が良い。したがつ
て、補助加熱源の設計フアクターとしては、
１−η／ρ・ｄ・Ｃを用い、モリブデンの方の１−η／
ρ・ｄ・Ｃをα、 ウエハーのそれをβとしてα／βの比の値と、温
度分布の不均一のためのスリツプライン発生の有
無との関係を実験的に調べても、0.6より小さい
ところでは、補助加熱効果が小さく、ウエハーの
外周近傍の温度があまり上がらず、スリツプライ
ンの発生が認められるのに対して、1.4より大き
いところでは、逆に外周近傍の温度が高くなり過
ぎてスリツプラインが発生する。つまり、△Ｔ／△ｔを 略等しくするように、１−η／ρ・ｄ・Ｃの比の値を0.
6〜1.4 に規定してやるのが良い。
昇温速度△Ｔ／△ｔは、光照射面に垂直な面上での光照 射エネルギー密度を（Ｗ／cm2）、その面積をＳ
（cm2）、厚さをｄ（cm）、比重をρ（ｇ／cm2）、比熱
をＣ（ジユール／ｇ・℃）、反射率をηとする
と、 ρ・ｄ・Ｓ・Ｃ・△Ｔ／△ｔ＝・（１−η）・Ｓ−ｘ で表わされ、ｘは、放射、伝導、対流等による熱
ロスで、このロスは、第１項の値に比べ小さいの
で、近似的には、 ρ・ｄ・Ｓ・Ｃ・△Ｔ／△ｔ≒・（１−η）・Ｓ△Ｔ／△ｔ≒・１−η／ρ・ｄ・Ｃ で表わされ、△Ｔ／△ｔがウエハーとモリブデ
ン、夫々について、略等しい方が良い。したがつ
て、補助加熱源の設計フアクターとしては、
１−η／ρ・ｄ・Ｃを用い、モリブデンの方の１−η／
ρ・ｄ・Ｃをα、 ウエハーのそれをβとしてα／βの比の値と、温
度分布の不均一のためのスリツプライン発生の有
無との関係を実験的に調べても、0.6より小さい
ところでは、補助加熱効果が小さく、ウエハーの
外周近傍の温度があまり上がらず、スリツプライ
ンの発生が認められるのに対して、1.4より大き
いところでは、逆に外周近傍の温度が高くなり過
ぎてスリツプラインが発生する。つまり、△Ｔ／△ｔを 略等しくするように、１−η／ρ・ｄ・Ｃの比の値を0.
6〜1.4 に規定してやるのが良い。
尚、反射率ηは波長10000Åにおける反射率の
値を採用している。
値を採用している。
前記実施例において、モリブデンの代りにタン
グステンやタンタルを使用しても前記比の値が、
0.6〜1.4の範囲内に抑制されていると、上記結果
と同様に、昇温速度が類似し、補助加熱源として
有効に作用する。
グステンやタンタルを使用しても前記比の値が、
0.6〜1.4の範囲内に抑制されていると、上記結果
と同様に、昇温速度が類似し、補助加熱源として
有効に作用する。
本発明は、以上の実施例からも理解されるよう
に、外周近傍からの熱放散による温度低下を相殺
するように、光照射を受けて昇温する補助加熱源
でウエハーの外周を取り囲むようにして、外周近
傍を補助的に加熱してやり、中央部と外周近傍と
の温度差を小さくし、ウエハー全面の温度を均一
化することによつて、スリツプラインの発生を防
止しようとするものである。
に、外周近傍からの熱放散による温度低下を相殺
するように、光照射を受けて昇温する補助加熱源
でウエハーの外周を取り囲むようにして、外周近
傍を補助的に加熱してやり、中央部と外周近傍と
の温度差を小さくし、ウエハー全面の温度を均一
化することによつて、スリツプラインの発生を防
止しようとするものである。
本発明は、上記の通り、モリブデンやタングス
テン、タンタルの如き光照射を受けて昇温する補
助加熱源を半導体ウエハーの外周を取り囲むよう
に配置し、補助加熱源で半導体ウエハーの外周近
傍を補助的に加熱しながら、半導体ウエハーを光
照射で加熱する方法であつて、 補助加熱源の物性値１−η／ρ・ｄ・Ｃを、半導体ウ
エハ ーのそれに対して、0.6〜1.4に規定することによ
つて、スリツプラインの発生を防止するもので実
用上の価値は極めて大きい。
テン、タンタルの如き光照射を受けて昇温する補
助加熱源を半導体ウエハーの外周を取り囲むよう
に配置し、補助加熱源で半導体ウエハーの外周近
傍を補助的に加熱しながら、半導体ウエハーを光
照射で加熱する方法であつて、 補助加熱源の物性値１−η／ρ・ｄ・Ｃを、半導体ウ
エハ ーのそれに対して、0.6〜1.4に規定することによ
つて、スリツプラインの発生を防止するもので実
用上の価値は極めて大きい。
第１図、第２図は、光照射炉内に配置されたウ
エハーの説明図であつて、１はウエハー、２は補
助加熱源を示す。
エハーの説明図であつて、１はウエハー、２は補
助加熱源を示す。
Claims (1)
- １ モリブデンやタングステン、タンタルの如き
光照射を受けて、外部電源なしで昇温する補助加
熱源を半導体ウエハーの外周を取り囲むように配
置し、補助加熱源で半導体ウエハーの外周近傍を
補助的に加熱しながら半導体ウエハーを光照射で
加熱する方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19457681A JPS58175826A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 半導体を光照射で加熱する方法 |
| US06/445,492 US4468259A (en) | 1981-12-04 | 1982-11-30 | Uniform wafer heating by controlling light source and circumferential heating of wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19457681A JPS58175826A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 半導体を光照射で加熱する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175826A JPS58175826A (ja) | 1983-10-15 |
| JPS6244848B2 true JPS6244848B2 (ja) | 1987-09-22 |
Family
ID=16326829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19457681A Granted JPS58175826A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 半導体を光照射で加熱する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58175826A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH039351U (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-29 | ||
| JP2010034288A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Sumco Corp | シリコンウェーハの熱処理方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593935A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Ushio Inc | 半導体ウエハ−を光照射で加熱する方法 |
| JPS593921A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Ushio Inc | 半導体ウエハ−を光照射で加熱する方法 |
| JPS5998518A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-06 | Seiko Epson Corp | ランプ・アニ−ル装置 |
| JPS59112938U (ja) * | 1983-01-20 | 1984-07-30 | 日本電信電話株式会社 | 板状試料均一加熱用治具 |
| JPS6088431A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-18 | Ushio Inc | 光照射加熱方法 |
| JPS60137026A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Ushio Inc | 光照射加熱方法 |
| JPS60137027A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Ushio Inc | 光照射加熱方法 |
| JPH0611033B2 (ja) * | 1984-10-04 | 1994-02-09 | 松下電器産業株式会社 | 気相成長容器 |
| JPS62128525A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体基板のアニ−ル方法 |
| US5310339A (en) * | 1990-09-26 | 1994-05-10 | Tokyo Electron Limited | Heat treatment apparatus having a wafer boat |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52158203U (ja) * | 1976-05-26 | 1977-12-01 |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP19457681A patent/JPS58175826A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH039351U (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-29 | ||
| JP2010034288A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Sumco Corp | シリコンウェーハの熱処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58175826A (ja) | 1983-10-15 |
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