JPS6331093B2 - - Google Patents
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- JPS6331093B2 JPS6331093B2 JP57111497A JP11149782A JPS6331093B2 JP S6331093 B2 JPS6331093 B2 JP S6331093B2 JP 57111497 A JP57111497 A JP 57111497A JP 11149782 A JP11149782 A JP 11149782A JP S6331093 B2 JPS6331093 B2 JP S6331093B2
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- JP
- Japan
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- wafer
- semiconductor wafer
- outer periphery
- temperature
- quartz glass
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Links
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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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- Power Engineering (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
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（以下単に「ウエハー」
という。）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得ることから、
不純物をイオン状態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きている。この
イオン注入法においては、イオンが注入された後
のウエハーの表面における結晶状態が変化して荒
れたものとなるため、この荒れを消失せしめて良
好な表面状態とするために、イオン注入後約900
℃またはその以上の温度にウエハーを加熱処理す
る必要があり、この加熱処理は、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
いように短時間で行なわなければならない。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。
という。）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得ることから、
不純物をイオン状態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きている。この
イオン注入法においては、イオンが注入された後
のウエハーの表面における結晶状態が変化して荒
れたものとなるため、この荒れを消失せしめて良
好な表面状態とするために、イオン注入後約900
℃またはその以上の温度にウエハーを加熱処理す
る必要があり、この加熱処理は、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
いように短時間で行なわなければならない。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。
このような要請により、最近、ウエハーを光照
射で加熱する方法が開発され、この方法によれ
ば、わずか数秒間という短時間で千数百度まで昇
温が可能である。
射で加熱する方法が開発され、この方法によれ
ば、わずか数秒間という短時間で千数百度まで昇
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
ンをこれに単に光照射することにより、数秒間以
内の短時間において、温度1000℃前後の処理温度
に昇温せしめ更にこの処理温度に保つという加熱
処理を施す場合には、昇温時及び処理温度時にお
いてウエハーにおける外周近傍部と中央部との間
に比較的大きな温度差が生じ、この温度差が原因
となつてウエハーに後の処理工程で支障をきたす
ような大きな「反り」が発生し、更には「スリツ
プライン」と呼ばれる損傷が発生することが分つ
た。
ンをこれに単に光照射することにより、数秒間以
内の短時間において、温度1000℃前後の処理温度
に昇温せしめ更にこの処理温度に保つという加熱
処理を施す場合には、昇温時及び処理温度時にお
いてウエハーにおける外周近傍部と中央部との間
に比較的大きな温度差が生じ、この温度差が原因
となつてウエハーに後の処理工程で支障をきたす
ような大きな「反り」が発生し、更には「スリツ
プライン」と呼ばれる損傷が発生することが分つ
た。
これは、ウエハーの厚さは普通0.5mm前後程度
と非常に薄く、厚さ方向における温度分布は、時
間的には10-3秒の桁の程度で緩和されるので実質
的には悪影響を及ぼすことはないが、ウエハーの
面に沿つた方向における温度分布は、たとえウエ
ハーの表面を均一な照射エネルギー密度で光照射
しても、ウエハーの外周近傍部からの熱放散がウ
エハーの中央部からの熱放散よりも相当大きいの
で、昇温時においてはウエハーの外周近傍部の温
度がウエハーの中央部の温度に追従できず、処理
温度時においてもウエハーの外周近傍部の温度が
ウエハーの中央部の温度にまで達することがな
く、結局ウエハーの外周近傍部の温度はウエハー
の中央部の温度より相当に低くなつてしまうから
である。
と非常に薄く、厚さ方向における温度分布は、時
間的には10-3秒の桁の程度で緩和されるので実質
的には悪影響を及ぼすことはないが、ウエハーの
面に沿つた方向における温度分布は、たとえウエ
ハーの表面を均一な照射エネルギー密度で光照射
しても、ウエハーの外周近傍部からの熱放散がウ
エハーの中央部からの熱放散よりも相当大きいの
で、昇温時においてはウエハーの外周近傍部の温
度がウエハーの中央部の温度に追従できず、処理
温度時においてもウエハーの外周近傍部の温度が
ウエハーの中央部の温度にまで達することがな
く、結局ウエハーの外周近傍部の温度はウエハー
の中央部の温度より相当に低くなつてしまうから
である。
このようにウエハーに大きな「反り」が発生す
ると、後の処理工程例えばフオトエツチング処理
工程においてパターン像が乱れるため支障をきた
し、また「スリツプライン」が発生すると、ウエ
ハーそのものが半導体材料として使用し得ない無
価値なものとなり重大な損失を招くこととなる。
ると、後の処理工程例えばフオトエツチング処理
工程においてパターン像が乱れるため支障をきた
し、また「スリツプライン」が発生すると、ウエ
ハーそのものが半導体材料として使用し得ない無
価値なものとなり重大な損失を招くこととなる。
本発明は斯かる観点からなされたものであつ
て、半導体ウエハーを光照射で加熱する方法にお
いて、後の処理工程に支障をきたすような大きな
「反り」及び「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、その特徴とするところは、半導体ウエハーを
光照射で加熱する方法において、半導体ウエハー
の一面に光を照射して加熱するに際し、石英ガラ
ス製封体を具えたハロゲン電球や石英ガラスでコ
ーテイングしたモリブデンヒーターの如き、表面
が石英ガラスよりなる外部電源で発熱する補助加
熱源を半導体ウエハーの外周近傍部の他面に線状
若しくは帯状に伸びる接触部が形成されるよう接
触して配置し、前記補助加熱源で半導体ウエハー
の主に外周近傍部を補助的に加熱しながら若しく
は加熱しておいて、半導体ウエハーの一面に光を
照射することにある。
て、半導体ウエハーを光照射で加熱する方法にお
いて、後の処理工程に支障をきたすような大きな
「反り」及び「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、その特徴とするところは、半導体ウエハーを
光照射で加熱する方法において、半導体ウエハー
の一面に光を照射して加熱するに際し、石英ガラ
ス製封体を具えたハロゲン電球や石英ガラスでコ
ーテイングしたモリブデンヒーターの如き、表面
が石英ガラスよりなる外部電源で発熱する補助加
熱源を半導体ウエハーの外周近傍部の他面に線状
若しくは帯状に伸びる接触部が形成されるよう接
触して配置し、前記補助加熱源で半導体ウエハー
の主に外周近傍部を補助的に加熱しながら若しく
は加熱しておいて、半導体ウエハーの一面に光を
照射することにある。
以下図面を参照しながら本発明方法の一実施例
を説明する。
を説明する。
第１図は、光照射炉内に配置されたウエハー１
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、図には示さ
れていないがウエハー１の上方には、各々消費電
力600Wの棒状のハロゲン電球12本を一平面上に
近接して並べて成る面光源が配置され、この面光
源によりウエハー１の表面における照射エネルギ
ー密度が均一となり且つウエハー１の表面温度が
ウエハー１の中央部１ａで約1000℃になるように
ウエハー１が光照射されるようになつている。ウ
エハー１は直径４インチの円板状であつてホウ素
をイオン注入した単結晶シリコンより成るもので
ある。
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、図には示さ
れていないがウエハー１の上方には、各々消費電
力600Wの棒状のハロゲン電球12本を一平面上に
近接して並べて成る面光源が配置され、この面光
源によりウエハー１の表面における照射エネルギ
ー密度が均一となり且つウエハー１の表面温度が
ウエハー１の中央部１ａで約1000℃になるように
ウエハー１が光照射されるようになつている。ウ
エハー１は直径４インチの円板状であつてホウ素
をイオン注入した単結晶シリコンより成るもので
ある。
２は環状の石英ガラス製の封体を具えた、ハロ
ゲン電球若しくは赤外線電球などにより成る補助
加熱源であつて、その封体内部にフイラメント２
ｂを具えており、この補助加熱源２はウエハー１
の外周部１ｃ若しくは外周近傍部１ｂの下面に対
して線状に伸びる接触部が形成されるよう接触し
て配置する。
ゲン電球若しくは赤外線電球などにより成る補助
加熱源であつて、その封体内部にフイラメント２
ｂを具えており、この補助加熱源２はウエハー１
の外周部１ｃ若しくは外周近傍部１ｂの下面に対
して線状に伸びる接触部が形成されるよう接触し
て配置する。
そして前記面光源によりウエハー１の上面に光
を照射して加熱する際に、或いはこの光照射に先
だつて、補助加熱源２に加える電力を例えば
400W〜1300Wの範囲で調整して点灯することに
より、ウエハー１の外周近傍部１ｂにおける温度
と補助加熱源２の管壁の温度とが約500℃以上の
温度域においてほぼ同じになるように、ウエハー
１の外周近傍部１ｂを補助的に加熱する。
を照射して加熱する際に、或いはこの光照射に先
だつて、補助加熱源２に加える電力を例えば
400W〜1300Wの範囲で調整して点灯することに
より、ウエハー１の外周近傍部１ｂにおける温度
と補助加熱源２の管壁の温度とが約500℃以上の
温度域においてほぼ同じになるように、ウエハー
１の外周近傍部１ｂを補助的に加熱する。
上記方法によれば、ウエハー１の上面が上方か
ら面光源により光照射を受けて主加熱が行なわれ
るが、ウエハー１の外周部１ｃ若しくは外周近傍
部１ｂを、その下面に対して線状に伸びる接触部
が形成されるよう接触して配置した補助加熱源２
により加熱するため、この補助加熱源２によりウ
エハー１の外周近傍部１ｂが補助的に加熱される
ようになり、この結果中央部１ａと外周近傍部１
ｂとの温度差が極めて小さくなつてウエハー１の
全体の温度が均一化されるようになり、結局後の
処理工程で支障をきたすような大きな「反り」の
発生を防止するとができると共に「スリツプライ
ン」の発生を防止することができる。しかもウエ
ハー１の外周近傍部１ｂは補助加熱源２により当
該外周近傍部１ｂに沿つて線状に伸びる接触部か
ら直接に伝導熱を受けて加熱されるためきわめて
熱効率がよい。実際ウエハー１の中央部１ａの温
度は約1000℃となるのに対してウエハー１の外周
近傍部１ｂの温度は約970℃程度となり、この外
周近傍部１ｂの温度は稍低めになるものの、後の
処理工程で支障をきたすような大きな「反り」が
発生せず、しかも「スリツプライン」も発生せ
ず、ウエハー１を良好に加熱処理することができ
る。そして、補助加熱源２を構成するハロゲン電
球は石英ガラス製の封体を具えるものであるた
め、ウエハー１に直接接触するにもかかわらずウ
エハー１に不純物混入の問題を生ずるおそれがき
わめて小さい上、補助加熱源２はウエハー１の下
面に接触するのでウエハー１の上面に照射される
光を遮ることがなく、この点からも好ましい加熱
を達成することができる。ところで補助加熱源２
による補助加熱を行なわない他は上述の実施例と
同様の方法によりウエハー１の加熱処理を行なつ
たところ、ウエハー１の外周近傍部１ｂの温度は
約600℃とかなり低い値となり、後の処理工程に
支障をきたすような大きな「反り」が発生し、ま
たウエハー１の周辺に「スリツプライン」の発生
が認められた。
ら面光源により光照射を受けて主加熱が行なわれ
るが、ウエハー１の外周部１ｃ若しくは外周近傍
部１ｂを、その下面に対して線状に伸びる接触部
が形成されるよう接触して配置した補助加熱源２
により加熱するため、この補助加熱源２によりウ
エハー１の外周近傍部１ｂが補助的に加熱される
ようになり、この結果中央部１ａと外周近傍部１
ｂとの温度差が極めて小さくなつてウエハー１の
全体の温度が均一化されるようになり、結局後の
処理工程で支障をきたすような大きな「反り」の
発生を防止するとができると共に「スリツプライ
ン」の発生を防止することができる。しかもウエ
ハー１の外周近傍部１ｂは補助加熱源２により当
該外周近傍部１ｂに沿つて線状に伸びる接触部か
ら直接に伝導熱を受けて加熱されるためきわめて
熱効率がよい。実際ウエハー１の中央部１ａの温
度は約1000℃となるのに対してウエハー１の外周
近傍部１ｂの温度は約970℃程度となり、この外
周近傍部１ｂの温度は稍低めになるものの、後の
処理工程で支障をきたすような大きな「反り」が
発生せず、しかも「スリツプライン」も発生せ
ず、ウエハー１を良好に加熱処理することができ
る。そして、補助加熱源２を構成するハロゲン電
球は石英ガラス製の封体を具えるものであるた
め、ウエハー１に直接接触するにもかかわらずウ
エハー１に不純物混入の問題を生ずるおそれがき
わめて小さい上、補助加熱源２はウエハー１の下
面に接触するのでウエハー１の上面に照射される
光を遮ることがなく、この点からも好ましい加熱
を達成することができる。ところで補助加熱源２
による補助加熱を行なわない他は上述の実施例と
同様の方法によりウエハー１の加熱処理を行なつ
たところ、ウエハー１の外周近傍部１ｂの温度は
約600℃とかなり低い値となり、後の処理工程に
支障をきたすような大きな「反り」が発生し、ま
たウエハー１の周辺に「スリツプライン」の発生
が認められた。
本発明は、以上の実施例からも理解されるよう
に、外周近傍部１ｂからの熱放散による温度低下
を相殺するように、表面が石英ガラスよりなる補
助加熱源を半導体ウエハーの外周近傍部の光照射
を受けない他面に線状に伸びる接触部が形成され
るよう接触せしめて主に外周近傍部１ｂを補助的
に加熱してやり、中央部と外周近傍部との温度差
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、後の処理工程に支障をきたす大きな
「反り」及び「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、外周近傍部１ｂからの熱放散による温度低下
を相殺するように、表面が石英ガラスよりなる補
助加熱源を半導体ウエハーの外周近傍部の光照射
を受けない他面に線状に伸びる接触部が形成され
るよう接触せしめて主に外周近傍部１ｂを補助的
に加熱してやり、中央部と外周近傍部との温度差
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、後の処理工程に支障をきたす大きな
「反り」及び「スリツプライン」の発生を防止し
ようとするものである。
以上本発明方法の具体的一実施例を説明した
が、本発明はこれに限定されず種々変更を加える
ことができる。例えば補助加熱源２は、第３図に
示すように、複数例えば４つの分割した補助加熱
源２１，２２，２３，２４をそれぞれ対称的にウ
エハー１の外周部１ｃ若しくは外周近傍部１ｂの
表面に接触せしめるようにしてもよい。この場
合、補助加熱源２１，２２，２３，２４の各々は
互に電気的に独立したものであつてもよいし、或
いは互に電気的に接続されたものであつてもよ
い。そして光照射によるウエハー加熱は、一般的
にはアルゴンのような不活性ガス雰囲気または真
空内で行なわれるので、補助加熱源は電球類に限
ることなく、石英ガラス（SiO2）のコーテイン
グを施したモリブテンヒーターのような金属類よ
りなり、外部電源によつて発熱する抵抗発熱体を
利用してもよい。この場合には、抵抗発熱体はウ
エハーに対して帯状の接触部で接触してもよい。
補助加熱源の出力は、その消費電力に応じて自己
発熱するものであれば良い。
が、本発明はこれに限定されず種々変更を加える
ことができる。例えば補助加熱源２は、第３図に
示すように、複数例えば４つの分割した補助加熱
源２１，２２，２３，２４をそれぞれ対称的にウ
エハー１の外周部１ｃ若しくは外周近傍部１ｂの
表面に接触せしめるようにしてもよい。この場
合、補助加熱源２１，２２，２３，２４の各々は
互に電気的に独立したものであつてもよいし、或
いは互に電気的に接続されたものであつてもよ
い。そして光照射によるウエハー加熱は、一般的
にはアルゴンのような不活性ガス雰囲気または真
空内で行なわれるので、補助加熱源は電球類に限
ることなく、石英ガラス（SiO2）のコーテイン
グを施したモリブテンヒーターのような金属類よ
りなり、外部電源によつて発熱する抵抗発熱体を
利用してもよい。この場合には、抵抗発熱体はウ
エハーに対して帯状の接触部で接触してもよい。
補助加熱源の出力は、その消費電力に応じて自己
発熱するものであれば良い。
以上のように本発明方法は、半導体ウエハーの
一面に光を照射して加熱するに際し、石英ガラス
製封体を具えたハロゲン電球や石英ガラスでコー
テイングしたモリブデンヒーターの如き、表面が
石英ガラスよりなる外部電源で発熱する補助加熱
源を半導体ウエハーの外周近傍部の他面に線状若
しくは帯状に伸びる接触部が形成されるよう接触
して配置し、前記補助加熱源で半導体ウエハーの
主に外周近傍部を補助的に加熱しながら若しくは
加熱しておいて、半導体ウエハーの一面に光を照
射する半導体ウエハーを光照射で加熱する方法で
あるから、ウエハー面上の温度分布の均一性を改
善し、後の処理工程に支障をきたす大きな「反
り」及び「スリツプライン」のような損傷を抑制
することができ、実用上の価値は極めて大きい。
一面に光を照射して加熱するに際し、石英ガラス
製封体を具えたハロゲン電球や石英ガラスでコー
テイングしたモリブデンヒーターの如き、表面が
石英ガラスよりなる外部電源で発熱する補助加熱
源を半導体ウエハーの外周近傍部の他面に線状若
しくは帯状に伸びる接触部が形成されるよう接触
して配置し、前記補助加熱源で半導体ウエハーの
主に外周近傍部を補助的に加熱しながら若しくは
加熱しておいて、半導体ウエハーの一面に光を照
射する半導体ウエハーを光照射で加熱する方法で
あるから、ウエハー面上の温度分布の均一性を改
善し、後の処理工程に支障をきたす大きな「反
り」及び「スリツプライン」のような損傷を抑制
することができ、実用上の価値は極めて大きい。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明方法の一実
施例を示す説明用平面図及び説明用縦断正面図、
第３図は本発明方法の他の実施例を示す説明用平
面図である。 １……半導体ウエハー、２……補助加熱源、１
ａ……中央部、１ｂ……外周近傍部、１ｃ……外
周部、２１，２２，２３，２４……補助加熱源。
施例を示す説明用平面図及び説明用縦断正面図、
第３図は本発明方法の他の実施例を示す説明用平
面図である。 １……半導体ウエハー、２……補助加熱源、１
ａ……中央部、１ｂ……外周近傍部、１ｃ……外
周部、２１，２２，２３，２４……補助加熱源。
Claims (1)
- １ 半導体ウエハーの一面に光を照射して加熱す
るに際し、石英ガラス製封体を具えたハロゲン電
球や石英ガラスでコーテイングしたモリブデンヒ
ーターの如き、表面が石英ガラスよりなる外部電
源で発熱する補助加熱源を半導体ウエハーの外周
近傍部の他面に線状若しくは帯状に伸びる接触部
が形成されるよう接触して配置し、前記補助加熱
源で半導体ウエハーの主に外周近傍部を補助的に
加熱しながら若しくは加熱しておいて、半導体ウ
エハーの一面に光を照射することを特徴とする半
導体ウエハーを光照射で加熱する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11149782A JPS593933A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体ウエハ−を光照射で加熱する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11149782A JPS593933A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体ウエハ−を光照射で加熱する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS593933A JPS593933A (ja) | 1984-01-10 |
| JPS6331093B2 true JPS6331093B2 (ja) | 1988-06-22 |
Family
ID=14562782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11149782A Granted JPS593933A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体ウエハ−を光照射で加熱する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593933A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5764937A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-20 | Ushio Inc | Annealing device |
| JPS58194332A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-11-12 | Ushio Inc | 半導体を光照射で加熱する方法 |
| JPS6331094A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-09 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | Ｐｒｏｍイレ−サ− |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP11149782A patent/JPS593933A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5764937A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-20 | Ushio Inc | Annealing device |
| JPS58194332A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-11-12 | Ushio Inc | 半導体を光照射で加熱する方法 |
| JPS6331094A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-09 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | Ｐｒｏｍイレ−サ− |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS593933A (ja) | 1984-01-10 |
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