JPS6294925A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JPS6294925A JPS6294925A JP23576085A JP23576085A JPS6294925A JP S6294925 A JPS6294925 A JP S6294925A JP 23576085 A JP23576085 A JP 23576085A JP 23576085 A JP23576085 A JP 23576085A JP S6294925 A JPS6294925 A JP S6294925A
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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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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体デバイスの製造装置、特に半導体ウェー
・の熱処理装置に関する。
・の熱処理装置に関する。
最近、ハロゲンランプを用いる光加熱方法が、急熱急冷
による短時間アニールができるため、従来の電気炉に代
わる半導体ウェハの熱処理方法(ラングアニール法)と
して注目されている。
による短時間アニールができるため、従来の電気炉に代
わる半導体ウェハの熱処理方法(ラングアニール法)と
して注目されている。
その光加熱方法では麓常状態でのウェー・温度は次の式
で決定される。
で決定される。
ε−p−−−ヨε、□−−−に〒4t1)ここで’IN
IgOLlTはそれぞれラングからの入射光、ウェハか
らの輻射光に対するウェハ表面の輻射率、PLAMPは
ウェー・表面での単位面積当夛のランプからの入射エネ
ルギー流密度、kはステファン?ルツマン定数、Tはウ
ェー・温度である。第2図に従来のランプアニール装置
を示す。図中7〜16はノ・口rンランプ、5.6はラ
ン!配線、3は透明チー−!、2はホルダ、1は半導体
ウェハである。
IgOLlTはそれぞれラングからの入射光、ウェハか
らの輻射光に対するウェハ表面の輻射率、PLAMPは
ウェー・表面での単位面積当夛のランプからの入射エネ
ルギー流密度、kはステファン?ルツマン定数、Tはウ
ェー・温度である。第2図に従来のランプアニール装置
を示す。図中7〜16はノ・口rンランプ、5.6はラ
ン!配線、3は透明チー−!、2はホルダ、1は半導体
ウェハである。
ところでキルヒホフの法則から、一つの表面に対し同一
波長の光に対しては61Nと6゜U、とは一致するが、
波長の異なる光に対してはεINとε。U、は異なる場
合がある。通常、集積回路等の製造途中の半導体ウェハ
にみられる透明酸化膜で覆われた状態では、多重反射の
効果により、波長により輻射率が大きく変化する。集積
回路製造中のウェハは、集積回路チッグ内で回路−やタ
ーンにより酸化膜厚の異なる、つまりεIN/εOUT
が異なる領域が必ず存在する。アニール時の入射光スペ
クトルがウェハ1からの輻射光のスペクトルと異なると
、(1)式ににより膜厚により異なった温度でエネルギ
収支がバランスし、ウェハ1内に温度分布が発生する。
波長の光に対しては61Nと6゜U、とは一致するが、
波長の異なる光に対してはεINとε。U、は異なる場
合がある。通常、集積回路等の製造途中の半導体ウェハ
にみられる透明酸化膜で覆われた状態では、多重反射の
効果により、波長により輻射率が大きく変化する。集積
回路製造中のウェハは、集積回路チッグ内で回路−やタ
ーンにより酸化膜厚の異なる、つまりεIN/εOUT
が異なる領域が必ず存在する。アニール時の入射光スペ
クトルがウェハ1からの輻射光のスペクトルと異なると
、(1)式ににより膜厚により異なった温度でエネルギ
収支がバランスし、ウェハ1内に温度分布が発生する。
温度分布は、熱歪みを発生し、特に高温では回路動作に
致命的な影響を与える結晶欠陥を発生させる。このため
、ラングアニール法は短時間アニールという長所がある
ものの、超LSIの製造には限られた目的にしか使われ
ていないのが実情である。
致命的な影響を与える結晶欠陥を発生させる。このため
、ラングアニール法は短時間アニールという長所がある
ものの、超LSIの製造には限られた目的にしか使われ
ていないのが実情である。
本発明は上記欠点を除去し、いかなる表面状態であって
も均一な温度で短時間アニールが可能な装置を提供する
ことを目的とする。
も均一な温度で短時間アニールが可能な装置を提供する
ことを目的とする。
本発明の熱処理装置は、半導体ウェハを支持する透明な
ホルダーと、ウェハ及びホルダの周囲を覆い、加熱源と
して用いた光を吸収する耐熱性のカバー膜とを有するこ
とを特徴とするものである。
ホルダーと、ウェハ及びホルダの周囲を覆い、加熱源と
して用いた光を吸収する耐熱性のカバー膜とを有するこ
とを特徴とするものである。
本発明においては、ランプ等の光にょシ、まず、ウェハ
及びそのホルダを覆り力・々−膜を加熱し、その膜から
の輻射にようウェハを加熱する。ホルダは透明であり、
光を全く吸収しないのでウェハへの@肘に対しては全く
影響しない。ただし温度も上らないのでウェハの保持点
からの熱伝導を小さくまた全体への影響を少なくするた
め、保持点はウェハの外周近く微小な点で行なう必要は
あるが、そのようなホルダは石英等を用いることによっ
て得られる。カバー膜の加熱は従来のランプアニールで
ウェハを加熱するのと同様で、短時間で所定の温度に上
げることができる。次にカバー膜から所定の温度の輻射
光が放射されこれに工りウェハが加熱される。ウェハの
温度は、ウェハのほぼ全周囲をカバー膜で囲うことにエ
リカバーjMtD温度と平衡になる。かくすることによ
りウェハへの入射光と放射光とスペクトルが全く一致す
るた ノめ、先に述べたε、Nと6゜UTとの差がなく
なり、ウェハ上での温度の不均一になくなる。
及びそのホルダを覆り力・々−膜を加熱し、その膜から
の輻射にようウェハを加熱する。ホルダは透明であり、
光を全く吸収しないのでウェハへの@肘に対しては全く
影響しない。ただし温度も上らないのでウェハの保持点
からの熱伝導を小さくまた全体への影響を少なくするた
め、保持点はウェハの外周近く微小な点で行なう必要は
あるが、そのようなホルダは石英等を用いることによっ
て得られる。カバー膜の加熱は従来のランプアニールで
ウェハを加熱するのと同様で、短時間で所定の温度に上
げることができる。次にカバー膜から所定の温度の輻射
光が放射されこれに工りウェハが加熱される。ウェハの
温度は、ウェハのほぼ全周囲をカバー膜で囲うことにエ
リカバーjMtD温度と平衡になる。かくすることによ
りウェハへの入射光と放射光とスペクトルが全く一致す
るた ノめ、先に述べたε、Nと6゜UTとの差がなく
なり、ウェハ上での温度の不均一になくなる。
以下に本発明を実施例Pこよって説明する。
第1図は本発明による熱処理装置を説明する図である。
本発明の半導体ウェハの熱処理装置ではハロゲンランプ
7〜18の光によりチタン喪カバー膜4を加熱し、さら
にカバー膜4:りの輻射光により半導体ウェハ1が加熱
される。第2図と同−溝底部分は同一番号にて示してい
る。
7〜18の光によりチタン喪カバー膜4を加熱し、さら
にカバー膜4:りの輻射光により半導体ウェハ1が加熱
される。第2図と同−溝底部分は同一番号にて示してい
る。
本発明は、半導体ウェハ1を支えるウェハホルダ2に透
明石英製のホルダを用い、透明ホルタ2とウェハ1を透
明な石英製のチューブ3に収容し、さらにその全体を耐
熱性に憂nたチタン製カバーj漠4にて覆ったものであ
る。
明石英製のホルダを用い、透明ホルタ2とウェハ1を透
明な石英製のチューブ3に収容し、さらにその全体を耐
熱性に憂nたチタン製カバーj漠4にて覆ったものであ
る。
透明チューブ3はウェハ周囲の雰囲気を制御する目的で
用いるものであり、透明カバー3の有無はホルダ2を用
いる理由と同様に元の伝播には影響しない。
用いるものであり、透明カバー3の有無はホルダ2を用
いる理由と同様に元の伝播には影響しない。
カバー膜4は透明チューブ3の内側に入れてもよいし、
また第1図のような状態でカバー膜4の耐熱性を増すた
めに全体を不活性がスでおおうこともできる。
また第1図のような状態でカバー膜4の耐熱性を増すた
めに全体を不活性がスでおおうこともできる。
カバー膜4がない場合、すなわち、第2図の従来のラン
プアニール装置ではウェハの温度は(り式で明らかなよ
うにPLAMPとεIN e ε。UTで決まる。
プアニール装置ではウェハの温度は(り式で明らかなよ
うにPLAMPとεIN e ε。UTで決まる。
たとえ’INとe。UTが同じでもウェハの平均輻射率
ζ、Vはウェハの表面波覆物や表面の凸凹などで変わる
4トj)−給lf六丁7、メLreA−L71−trs
」−L&伜来法ではウェハの直接熱電対で接触させるな
どして温度をモニタし、PLAMPを側倒して所定の温
度にしなければならない。これはウェハの温度分布を乱
し、またウェハ汚染の原因となる。本発明方法ではカバ
ー膜4に永久的な温度センサを設けておくことによシ、
確実に温度モニタができる。また多数の温度センサを設
けてラング7〜18ごとの/?クワ−御を行ない均一な
温度分布を作ることも容易である。勿論センサの精度も
あらかじめ校正して高精度の制御ができる。これらによ
)ウェハ枦汚染されることはチーープ3の存在によシ全
く問題ない。またカバー膜4とウェハ1の半導体とが異
なることによる輻射率の差は、カバー膜4にウェハ1と
同じ半導体膜をコートすることによシこれを全くなくす
ことができる。
ζ、Vはウェハの表面波覆物や表面の凸凹などで変わる
4トj)−給lf六丁7、メLreA−L71−trs
」−L&伜来法ではウェハの直接熱電対で接触させるな
どして温度をモニタし、PLAMPを側倒して所定の温
度にしなければならない。これはウェハの温度分布を乱
し、またウェハ汚染の原因となる。本発明方法ではカバ
ー膜4に永久的な温度センサを設けておくことによシ、
確実に温度モニタができる。また多数の温度センサを設
けてラング7〜18ごとの/?クワ−御を行ない均一な
温度分布を作ることも容易である。勿論センサの精度も
あらかじめ校正して高精度の制御ができる。これらによ
)ウェハ枦汚染されることはチーープ3の存在によシ全
く問題ない。またカバー膜4とウェハ1の半導体とが異
なることによる輻射率の差は、カバー膜4にウェハ1と
同じ半導体膜をコートすることによシこれを全くなくす
ことができる。
本発明ではウェハから見てカバー膜4が全周囲を覆って
いないと全く同じ温度洗ならない。しかじ力・々−膜4
の大きさをウェハlよシ充分大きくとったシ、ランプ1
7 、18のように側面からも加熱したh−あス層はカ
バー臘4でμらiて00外し1領域周囲の温度を若干上
げることによシ、本発明の目的に反しないで充分に1し
正可能である。ま九本発明ではカバー膜4の厚さを薄く
したシ、各ランプのパワーを高めることによシカノン−
膜4の温度は充分速く、例えば0.5秒程度で1000
℃まで上げることができる。しかしウェハ1の温度上昇
はウェハへの入射/4’ワーが、アニール温度で決まっ
てしまうため、ウェハ1の温度上昇時間はウエノ・1の
厚さ、表面状態で決まってし゛まう。例えば薄い酸化膜
で横われた400μmの厚さのシリコンウェハでは10
00℃のアニール温度に完全に上がるまでには約10秒
かかる。しかし電気炉アニールの数十分のアニールにく
らべはるかに短かいアニールが可能であシ、当面の微細
半導体デバイスの製作には充分対応できる。さらに従来
のランプアニールでは短時間のウェハ温度上昇が、表面
輻射率の異なる場所での温度差を温度上昇時に発生する
ため、この制約のため集積回路では1秒以下の上昇時間
は使えないのが現状である。
いないと全く同じ温度洗ならない。しかじ力・々−膜4
の大きさをウェハlよシ充分大きくとったシ、ランプ1
7 、18のように側面からも加熱したh−あス層はカ
バー臘4でμらiて00外し1領域周囲の温度を若干上
げることによシ、本発明の目的に反しないで充分に1し
正可能である。ま九本発明ではカバー膜4の厚さを薄く
したシ、各ランプのパワーを高めることによシカノン−
膜4の温度は充分速く、例えば0.5秒程度で1000
℃まで上げることができる。しかしウェハ1の温度上昇
はウェハへの入射/4’ワーが、アニール温度で決まっ
てしまうため、ウェハ1の温度上昇時間はウエノ・1の
厚さ、表面状態で決まってし゛まう。例えば薄い酸化膜
で横われた400μmの厚さのシリコンウェハでは10
00℃のアニール温度に完全に上がるまでには約10秒
かかる。しかし電気炉アニールの数十分のアニールにく
らべはるかに短かいアニールが可能であシ、当面の微細
半導体デバイスの製作には充分対応できる。さらに従来
のランプアニールでは短時間のウェハ温度上昇が、表面
輻射率の異なる場所での温度差を温度上昇時に発生する
ため、この制約のため集積回路では1秒以下の上昇時間
は使えないのが現状である。
以上のように本発明によれば、酸化膜厚の差などによυ
εIN”OUTの異なる領域があってもウェハ温度を均
一に保つことができる。また力/J−膜に多数の温度セ
ンサを設け、ラング・苧ワーをfttlJ 1f141
することによシウエハ汚染のない高精度の温度制御を行
うことができる効果を有する。
εIN”OUTの異なる領域があってもウェハ温度を均
一に保つことができる。また力/J−膜に多数の温度セ
ンサを設け、ラング・苧ワーをfttlJ 1f141
することによシウエハ汚染のない高精度の温度制御を行
うことができる効果を有する。
第1図は本発明による熱処理装置の断面ス、第2図は従
来の光加熱熱処理装置の断面図である。 1・・・半導体ウェハ、2・・・透明ホルダ、3・・・
透明チューブ、4・・・本発明によるカバー膜、5,6
・・・ランプ電源線、7〜18・・・ランプ。
来の光加熱熱処理装置の断面図である。 1・・・半導体ウェハ、2・・・透明ホルダ、3・・・
透明チューブ、4・・・本発明によるカバー膜、5,6
・・・ランプ電源線、7〜18・・・ランプ。
Claims (1)
- (1)半導体ウェハを支持する透明なホルダーと、この
ウェハ及びホルダの周囲を覆い、加熱源として用いた光
を吸収する耐熱性のカバー膜とを有することを特徴とす
る熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23576085A JPS6294925A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23576085A JPS6294925A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 熱処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6294925A true JPS6294925A (ja) | 1987-05-01 |
Family
ID=16990828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23576085A Pending JPS6294925A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6294925A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6457635U (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-10 | ||
WO1998034270A1 (en) * | 1997-01-30 | 1998-08-06 | Fusion Systems Corporation | Double window exhaust arrangement for wafer plasma processor |
US5970213A (en) * | 1993-03-02 | 1999-10-19 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Aktiengesellscaft | Apparatus for heating a transparent substrate utilizing an incandescent lamp and a heating disk emitting infrared wavelengths |
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US6310328B1 (en) * | 1998-12-10 | 2001-10-30 | Mattson Technologies, Inc. | Rapid thermal processing chamber for processing multiple wafers |
US6403475B1 (en) | 1999-06-18 | 2002-06-11 | Hitachi, Ltd. | Fabrication method for semiconductor integrated device |
EP1429377A3 (en) * | 2002-12-13 | 2005-03-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of reflowing conductive terminals |
US7169639B2 (en) | 2003-04-17 | 2007-01-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device manufacturing method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57117246A (en) * | 1981-01-13 | 1982-07-21 | Sony Corp | Treatment of semiconductor wafer |
-
1985
- 1985-10-21 JP JP23576085A patent/JPS6294925A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS57117246A (en) * | 1981-01-13 | 1982-07-21 | Sony Corp | Treatment of semiconductor wafer |
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