JPS63217623A - 半導体ウエハ−の高圧低温熱処理方法 - Google Patents
半導体ウエハ−の高圧低温熱処理方法Info
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- JPS63217623A JPS63217623A JP5103887A JP5103887A JPS63217623A JP S63217623 A JPS63217623 A JP S63217623A JP 5103887 A JP5103887 A JP 5103887A JP 5103887 A JP5103887 A JP 5103887A JP S63217623 A JPS63217623 A JP S63217623A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- 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
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- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser 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】
本発明は、半導体ウェハーの熱処理方法の改良に関する
。
。
（従来の技術）
半導体ウェハーの’！！３ｆｉ工程にあっては用途に合
わせた各種反応性ガスを混入した不活性ガス雰囲気中で
熱処理を始めその他の処理が繰り返され、所要のパター
ンが半導体ウェハーの表面に形成される。
わせた各種反応性ガスを混入した不活性ガス雰囲気中で
熱処理を始めその他の処理が繰り返され、所要のパター
ンが半導体ウェハーの表面に形成される。
（解決しようとする問題点）
処が、上記熱処理条件は常圧下にてｔ 、ｏｏｏ〜１，
２００℃の高温下で行なわれる事が多く、ＩＣパターン
の構成材料が再拡散し、品質の低下を引き起こすという
欠点があった。
２００℃の高温下で行なわれる事が多く、ＩＣパターン
の構成材料が再拡散し、品質の低下を引き起こすという
欠点があった。
本発明はかかる従来例の欠点に鑑みてなされたものでそ
の目的とするところは、半導体ウェハーの製造工程にお
ける各種熱処理において、パターン構成材料の再拡散が
生じない半導体ウェハーの高圧低温熱処理方法を提供す
るにある。
の目的とするところは、半導体ウェハーの製造工程にお
ける各種熱処理において、パターン構成材料の再拡散が
生じない半導体ウェハーの高圧低温熱処理方法を提供す
るにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記問題点を解決するために■ ８〜１２気
圧の不活性高気圧雰囲気の中にて、半導体ウェハー（２
）を７００〜１，０００℃で熱処理する。
圧の不活性高気圧雰囲気の中にて、半導体ウェハー（２
）を７００〜１，０００℃で熱処理する。
；という技術的手段を採用している。
（作 用）
半導体ウェハー（２）を８〜１２気圧（実際的には１０
気圧）の必要に応じて反応性ガスを混入した不活性高気
圧雰囲気の中で、７００〜ｔ 、ｏｏｏ℃に加熱すると ■ 絶縁膜のりフロー、 ■ 配線部分の高融点金属のシリサイド化、■ ゲート
絶縁膜の表面窒化処理、 ■ 半導体ウェハーの表面５ｉＯｚ膜の形成などが従来
と同等又はそれ以上の速さにて形成された。又、低温で
の熱処理であるために、必要に応じて熱処理を繰り返す
事が出来、更にこの間配線部分の再拡散もなく、品質の
低下がなかった。
気圧）の必要に応じて反応性ガスを混入した不活性高気
圧雰囲気の中で、７００〜ｔ 、ｏｏｏ℃に加熱すると ■ 絶縁膜のりフロー、 ■ 配線部分の高融点金属のシリサイド化、■ ゲート
絶縁膜の表面窒化処理、 ■ 半導体ウェハーの表面５ｉＯｚ膜の形成などが従来
と同等又はそれ以上の速さにて形成された。又、低温で
の熱処理であるために、必要に応じて熱処理を繰り返す
事が出来、更にこの間配線部分の再拡散もなく、品質の
低下がなかった。
（実施例）
以下、本発明の第１実施例を第１図に従って詳述する。
熱処理容器本体（８）には通光窓（５）を形成してあり
、２枚の厚手の耐圧、耐熱性に優れた（ＰＡえば合成石
英のような）窓用ガラス板（９）が一定の間隔を開けて
上下に嵌め込まれており、熱処理容器（＾）を構成して
いる。ここで窓用ガラス板（９）間が熱処理室（１）と
なっていて熱処理容器本体（８）と窓用ガラス板（９）
との間に０リング（１０）を嵌め込んであり、熱処理室
（１）を高圧にしてもリークが生じないように構成しで
ある。熱処理容器本体（８）には熱処理室（１）に通ず
るガス供給路（１１）とガス排出路（１２）とを設けて
あり、それぞれにバルブ（１３）を設けてガスの流量や
熱処理室（１）内の気圧調整を行っている。窓用ガラス
板（９）の外側には主熱源（））となる例えばハロゲン
ランプを配設してあって、窓用ガラス板（９）を通して
熱処理室（１）内に熱を供給するようになっている。熱
処理室＜１）内について説明すると、図中下側の窓用ガ
ラス板（９）の上方に薄手の耐熱性載置用ガラス板（１
３）が配置されており、これが下側の対流防止板（４）
であり、支持金具（２０）にて浮かされている。下側の
対流防止板（４）の上面には０．２ｓ−程度の微小突起
（１５）が設けられており、微小突起（１５）上にウェ
ハー（２）がａｙされるようになっている。ウェハー（
２）の周囲にはウェハー（２）を取り囲むようにリング
（１０）状のプリズム（３ａ）を配置しである。プリズ
ム（３暑）の斜面（１４）が粗面となっていてこの面が
反射面である。さらに、ウェハー（２）の上方に薄手の
耐熱性保護ガラス板（１７）が配置されており、これが
上側の対流防止板（４）で、吊持用金具（２１）にて吊
持されている。熱処理容器本体（８）は上下に２分割さ
れており、開成状態にてウェハー（２）を下側の対流防
止板（４）の微小突起（１５）上にセットし、然る後閑
成して熱処理室（１）内を気密状態にする。
、２枚の厚手の耐圧、耐熱性に優れた（ＰＡえば合成石
英のような）窓用ガラス板（９）が一定の間隔を開けて
上下に嵌め込まれており、熱処理容器（＾）を構成して
いる。ここで窓用ガラス板（９）間が熱処理室（１）と
なっていて熱処理容器本体（８）と窓用ガラス板（９）
との間に０リング（１０）を嵌め込んであり、熱処理室
（１）を高圧にしてもリークが生じないように構成しで
ある。熱処理容器本体（８）には熱処理室（１）に通ず
るガス供給路（１１）とガス排出路（１２）とを設けて
あり、それぞれにバルブ（１３）を設けてガスの流量や
熱処理室（１）内の気圧調整を行っている。窓用ガラス
板（９）の外側には主熱源（））となる例えばハロゲン
ランプを配設してあって、窓用ガラス板（９）を通して
熱処理室（１）内に熱を供給するようになっている。熱
処理室＜１）内について説明すると、図中下側の窓用ガ
ラス板（９）の上方に薄手の耐熱性載置用ガラス板（１
３）が配置されており、これが下側の対流防止板（４）
であり、支持金具（２０）にて浮かされている。下側の
対流防止板（４）の上面には０．２ｓ−程度の微小突起
（１５）が設けられており、微小突起（１５）上にウェ
ハー（２）がａｙされるようになっている。ウェハー（
２）の周囲にはウェハー（２）を取り囲むようにリング
（１０）状のプリズム（３ａ）を配置しである。プリズ
ム（３暑）の斜面（１４）が粗面となっていてこの面が
反射面である。さらに、ウェハー（２）の上方に薄手の
耐熱性保護ガラス板（１７）が配置されており、これが
上側の対流防止板（４）で、吊持用金具（２１）にて吊
持されている。熱処理容器本体（８）は上下に２分割さ
れており、開成状態にてウェハー（２）を下側の対流防
止板（４）の微小突起（１５）上にセットし、然る後閑
成して熱処理室（１）内を気密状態にする。
熱処理容器本体（８）を閉成するとリング（１０）状の
プリズム（３ａ）の頂点が上側の対流防止板（４）の下
面に当接して押し上げ、上側の対流防止板（４）、プリ
ズム（３ａ）及び下側の対流防止板（４）とで一つの狭
い閉空間（５）を形成する。この場合上側の対流防止板
（４）、プリズム（３ａ）及び下側の対流防止板（４）
からウェハー（２）迄の距離はほぼ等しくなるように設
定されるのが望ましい、而して、熱処理室（１）内の空
気をアニール用の不活性ガスなどと置換し、続いて不活
性ガスにて希釈された反応性ガスを供給する。この場合
熱処理室（１）内の気圧は８〜１２気圧（好ましくはｌ
Ｏ気圧）程度に保持される０次いで主熱源（７）である
ハロゲンランプに通電点灯し、窓用ガラス板（９）、上
下の対流防止板（４）を通してウェハー（２）の表裏両
面を７００〜１，０００℃（好ましくは８００〜９００
℃）の温度道急速に加熱する。
プリズム（３ａ）の頂点が上側の対流防止板（４）の下
面に当接して押し上げ、上側の対流防止板（４）、プリ
ズム（３ａ）及び下側の対流防止板（４）とで一つの狭
い閉空間（５）を形成する。この場合上側の対流防止板
（４）、プリズム（３ａ）及び下側の対流防止板（４）
からウェハー（２）迄の距離はほぼ等しくなるように設
定されるのが望ましい、而して、熱処理室（１）内の空
気をアニール用の不活性ガスなどと置換し、続いて不活
性ガスにて希釈された反応性ガスを供給する。この場合
熱処理室（１）内の気圧は８〜１２気圧（好ましくはｌ
Ｏ気圧）程度に保持される０次いで主熱源（７）である
ハロゲンランプに通電点灯し、窓用ガラス板（９）、上
下の対流防止板（４）を通してウェハー（２）の表裏両
面を７００〜１，０００℃（好ましくは８００〜９００
℃）の温度道急速に加熱する。
この晴ウェハー（２）が狭い閉空間（５）に閉じ込めら
れているため、ウェハー（２）の表面及び側面にて大き
な対流が全く発生せず、輻射熱のみによる加熱となって
温度の均一化が短時間で達成出来るものである。これと
同時に主熱源（））から赤外線の一部はプリズム（３ａ
〉に入射し、斜面（１４〉に反射されてウェハー（２）
の周縁部を加熱する。
れているため、ウェハー（２）の表面及び側面にて大き
な対流が全く発生せず、輻射熱のみによる加熱となって
温度の均一化が短時間で達成出来るものである。これと
同時に主熱源（））から赤外線の一部はプリズム（３ａ
〉に入射し、斜面（１４〉に反射されてウェハー（２）
の周縁部を加熱する。
次に本発明を適用した熱処理例を従来例と比較しつつ説
明する。
明する。
〈実施例１〉
半導体ウェハーの表面平担化のなめのりフロー。
（１−ＬＳＩの集積度が限界に近付いている現在、−ｍ
の集積度を高めるには多層化する以外に方法がなく、そ
れには、絶縁膜のりフローによる半導体ウェハーの表面
の平担化を行わねばならないが、その熱処理条件が、Ｂ
ＰＳＧ （ボロン−リン−５ｉの複合ガラス）の場合、
従来は１，１５０℃、２分である。この場合、熱処理中
にリフロー膜の膜下のジャンクション寸法が再拡散によ
って変動し、所定のデバイス集Ｍ度に対して重大な問題
を生起させた。このジャンクション形成箇所でボロン不
純物の拡散速度が最大であるが、従来の熱プロセスでは
かかる問題を克服する事が出来なかった。これに対し、
１０気圧下で熱処理を行うと８５０〜９００℃、３分で
完全なリフロー膜が得られ、しかも股下のジャンクショ
ンの再拡散は、従来の熱プロセスに対して極端に小さい
値となった。
の集積度を高めるには多層化する以外に方法がなく、そ
れには、絶縁膜のりフローによる半導体ウェハーの表面
の平担化を行わねばならないが、その熱処理条件が、Ｂ
ＰＳＧ （ボロン−リン−５ｉの複合ガラス）の場合、
従来は１，１５０℃、２分である。この場合、熱処理中
にリフロー膜の膜下のジャンクション寸法が再拡散によ
って変動し、所定のデバイス集Ｍ度に対して重大な問題
を生起させた。このジャンクション形成箇所でボロン不
純物の拡散速度が最大であるが、従来の熱プロセスでは
かかる問題を克服する事が出来なかった。これに対し、
１０気圧下で熱処理を行うと８５０〜９００℃、３分で
完全なリフロー膜が得られ、しかも股下のジャンクショ
ンの再拡散は、従来の熱プロセスに対して極端に小さい
値となった。
〈実施例２〉
半導体ウェハーの配線材料のシリサイド化。
半導体ウェハーの表面にＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、７ｒなどの高
融点金属膜がスパッタリング又はＣＶＤ法によって形成
され、配線パターンが半導体ウェハー上に形成されるも
のである。スパッタリング終了時点では、Ｓｉと高融点
金属とが分離しており、これをシリサイド化又はポリサ
イド化する必要がある。
融点金属膜がスパッタリング又はＣＶＤ法によって形成
され、配線パターンが半導体ウェハー上に形成されるも
のである。スパッタリング終了時点では、Ｓｉと高融点
金属とが分離しており、これをシリサイド化又はポリサ
イド化する必要がある。
従来の熱処理は１，２００℃で１０秒問行うが熱処理室
（１）を１０気圧に高めて熱処理すると９００℃、１０
秒間で従来と同じシート抵抗値を得る。この間半導体ウ
ェハー（２）に形成されたジャンクション中のボロンの
再拡散を最小値に押さえる事が出来た。
（１）を１０気圧に高めて熱処理すると９００℃、１０
秒間で従来と同じシート抵抗値を得る。この間半導体ウ
ェハー（２）に形成されたジャンクション中のボロンの
再拡散を最小値に押さえる事が出来た。
〈実施例３〉
ゲート絶縁膜の表面高速窒化。
ＬＳＩの集積度が上昇するとゲート絶縁膜が次第に薄く
なる。すると誘電率が低くなり、限界があった。そこで
ゲート絶縁膜を窒化する事により、誘電率をより高くす
ることが出来、且つ、不純物の浸透を防ぐブロッキング
効果が大きくなる事が見出だされた。
なる。すると誘電率が低くなり、限界があった。そこで
ゲート絶縁膜を窒化する事により、誘電率をより高くす
ることが出来、且つ、不純物の浸透を防ぐブロッキング
効果が大きくなる事が見出だされた。
この窒化処理を従来は、Ｎ Ｈ３雰囲気で１，１５０℃
、５〜１０分間で行っていたが、熱処理室（１）内を１
０気圧に高めて熱処理すると９００℃、１〜２分で同程
度の窒化膜が得られた。この間、やはり半導体ウェハー
（２）に於けるジャンクション中のボロン不純物の再拡
散を最小値に抑える事が可能になった。
、５〜１０分間で行っていたが、熱処理室（１）内を１
０気圧に高めて熱処理すると９００℃、１〜２分で同程
度の窒化膜が得られた。この間、やはり半導体ウェハー
（２）に於けるジャンクション中のボロン不純物の再拡
散を最小値に抑える事が可能になった。
（効 果）
本発明は、叙上のように８〜１２気圧の１高気圧雰囲気
の中にて、半導体ウェハーを７００〜１，０００℃で熱
処理するので、１，０００℃以下という従来にない低温
で各種熱処理を行う事が出来、既に形成されたジャンク
シジン中のボロン不純物を始め各種不純物の再拡散を防
止出来、従来の熱プロセスでは克堰し得なかった問題点
を解消し得ただけでなく、更に、高品雪を保ちつつ熱処
理を繰り返すことが出来るという利点がある。
の中にて、半導体ウェハーを７００〜１，０００℃で熱
処理するので、１，０００℃以下という従来にない低温
で各種熱処理を行う事が出来、既に形成されたジャンク
シジン中のボロン不純物を始め各種不純物の再拡散を防
止出来、従来の熱プロセスでは克堰し得なかった問題点
を解消し得ただけでなく、更に、高品雪を保ちつつ熱処
理を繰り返すことが出来るという利点がある。
第１図・・・本発明に使用していた熱処理炉の一実施例
の断面ＩＡ、 第２図・・・本発明のランプアニールにおける圧力変化
のシート抵抗に与える影響を示すグ ラフ、 （１）・・・熱処理室、 （２）・・・ウェハー、
（３）・・・環状遮蔽物、 （４）・・・対流防止板
。 発明者 村井 則
の断面ＩＡ、 第２図・・・本発明のランプアニールにおける圧力変化
のシート抵抗に与える影響を示すグ ラフ、 （１）・・・熱処理室、 （２）・・・ウェハー、
（３）・・・環状遮蔽物、 （４）・・・対流防止板
。 発明者 村井 則
Claims (1)
- （１）８〜１２気圧の高気圧雰囲気の中にて、半導体ウ
ェハーを７００〜１，０００℃で熱処理する事を特徴と
する半導体ウェハーの高圧低温熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5103887A JPS63217623A (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 半導体ウエハ−の高圧低温熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5103887A JPS63217623A (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 半導体ウエハ−の高圧低温熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63217623A true JPS63217623A (ja) | 1988-09-09 |
Family
ID=12875632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5103887A Pending JPS63217623A (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 半導体ウエハ−の高圧低温熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63217623A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009158820A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Mitsumi Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5421266A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method of semiconductor oxide film |
-
1987
- 1987-03-05 JP JP5103887A patent/JPS63217623A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5421266A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method of semiconductor oxide film |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009158820A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Mitsumi Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
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