WO1997033306A1 - Procede de traitement thermique et substrat a semi-conducteur monocristal - Google Patents

Procede de traitement thermique et substrat a semi-conducteur monocristal Download PDF

Info

Publication number
WO1997033306A1
WO1997033306A1 PCT/JP1997/000143 JP9700143W WO9733306A1 WO 1997033306 A1 WO1997033306 A1 WO 1997033306A1 JP 9700143 W JP9700143 W JP 9700143W WO 9733306 A1 WO9733306 A1 WO 9733306A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
single crystal
crystal substrate
reflectance
semiconductor single
Prior art date
Application number
PCT/JP1997/000143
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hitoshi Habuka
Original Assignee
Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. filed Critical Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
Priority to US08/945,413 priority Critical patent/US5913974A/en
Priority to EP97900760A priority patent/EP0831519A1/en
Publication of WO1997033306A1 publication Critical patent/WO1997033306A1/ja

Links

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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Definitions

  • the present invention relates to a method for uniformly heat treating a semiconductor single crystal substrate and a semiconductor single crystal substrate capable of easily performing uniform heating.
  • a susceptor made of graphite as a main material and covered with silicon carbide is placed in a quartz glass container, and the entire back surface of the semiconductor single-crystal substrate is brought into close contact with a susceptor. Then, the semiconductor single crystal substrate is heated together with the susceptor by a width emission light emitted from a width heating means such as an infrared lamp, and heat treatment is performed at a desired temperature.
  • susceptors made mainly of graphite contain a relatively large amount of gold and other impurities, and also contain water.These ooze out into the reaction atmosphere due to heating and raise the temperature of the semiconductor single crystal during heat treatment. When mixed into the substrate, the quality of the semiconductor single crystal substrate may be reduced.
  • the susceptor In addition, if a susceptor whose main material is ⁇ is used to uniformly heat the entire semiconductor single crystal substrate, the susceptor must be larger than the substrate to be heat-treated, and a susceptor having a large heat capacity is required. It took a long time to raise the temperature to the temperature. However, a long heating time gives a colorful as to productivity, so improvement was required.
  • the semiconductor single crystal substrate is placed in a quartz glass container by holding a part of the ridge surface portion and a part of the peripheral portion without using a so-called susceptor, and is directly placed by a radiation source such as an infrared lamp.
  • a radiation source such as an infrared lamp.
  • the present inventor has conducted a detailed survey of the phenomenon that when the back surface of a semiconductor single crystal substrate is directly heated by a radiant light source, the temperature reached differs for each substrate to be thermally processed.
  • the inventors have found that the cause is that the reflectance of the back surface of the semiconductor single crystal substrate changes for each substrate, and based on this finding, completed the present invention.
  • the present invention provides a heat treatment method in which the temperature at which a semiconductor single crystal substrate reaches during heat treatment is made constant so that the crystal quality of the semiconductor single crystal substrate to be heat treated can be made uniform.
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor single crystal substrate that can be easily realized. Disclosure of the invention
  • a first gist of the heat treatment method of the present invention is to provide a method of performing heat treatment by directly radiating at least the back surface side of a semiconductor single crystal substrate.
  • the heating output is controlled according to the reflectivity of the backside of the substrate.
  • the back surface reflectivity of the semiconductor single crystal substrate to be heat-treated in a single-wafer manner is previously determined, and The heating output may be deposited in proportion to the backside reflectance 11.
  • the semiconductor single crystal substrate a silicon substrate can be used, and in this case, the decay width of the backside Sit ratio of the substrate is 33% at the maximum.
  • a second gist of the heat treatment method of the present invention is a method of performing heat treatment by directly radiantly heating at least the back surface side of a semiconductor single crystal substrate, wherein the reflectance of the heat treatment surface of the semiconductor single crystal substrate is reduced.
  • the feature is to keep it constant for each substrate *
  • the semiconductor single crystal substrate of the present invention is characterized in that the back surface reflectivity is lower at the periphery than at the center of the substrate.
  • the semiconductor single crystal substrate of the present invention a silicon substrate can be used, and in this case, the surface reflectance is within a range of 33% at the maximum, and the reflectance is around the substrate in the radial direction of the substrate. It is going to decrease.
  • the reflectance of the semiconductor crystal substrate surface may be adjusted by adjusting the roughness of the substrate surface. Surfaces with different reflectivities can be adjusted depending on the finish of bornish, wrap, and etching. In addition, different reflectivity can be adjusted depending on the film material such as oxide film and nitride film. . If the substrate surface is completely exposed, the reflectance will be 0%. The reflectivity when the substrate surface is a perfect mirror surface is 33%.
  • an oxide film by CVD, a nitride film, polysilicon or the like can be used as a means for adjusting the reflectance of the substrate surface.
  • FIG. 1 is a graph showing the calculated in-plane distribution of the substrate temperature when the reflectance of the back surface of the substrate is changed by simulating the heating of the substrate by the heating device shown in FIG.
  • Fig. 2 is a drawing showing the virtual heating device S used for the darning of the graph of Fig. 1.
  • Fig. 3 is a substrate in which the reflectivity of the surface of the substrate is reduced toward the periphery in the radial direction of the substrate.
  • FIG. 2 is a drawing similar to FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the reflectance on the back surface of the silicon single crystal substrate and the temperature change width of the silicon single crystal substrate in the actual narrow example 1.
  • FIG. 5 is a schematic and sharp view showing the radiant heating device used in Experimental Example 1.
  • FIG. 6 is a schematic explanatory view showing the epitaxial growth apparatus S used in Examples 1 and 2.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the reflectivity of the back surface of the silicon single crystal substrate and the width of the growth rate change of the epitaxial growth in Example 1.
  • FIG. 8 shows the case where the heating output value is controlled by linearly changing the reflectance value on the back surface of the silicon single crystal substrate in Example 2 and the silicon single crystal in Comparative Example 1.
  • 6 is a graph showing a change in growth rate when a heating output value is set in relation to the reflectance on the back surface of the substrate and no light.
  • FIG. 9 is a drawing showing an example of the relationship between the substrate rear surface position S and the reflectance, where the reflectance of the substrate rear surface is reduced toward the periphery in the radial direction of the substrate.
  • FIG. 1 shows a heating device S having the installation dimensions shown in FIG. 2, and a silicon single crystal substrate W having a diameter of 300 mm whose main surface is mirror-finished is placed at the center of the heater. Heating In the process, how the temperature changes as the reflectivity of the back surface of the substrate changes is measured from the intensity of the arriving light and the amount of heat absorbed by the substrate.
  • reference numeral 16 denotes a radiation heating means (for example, an infrared lamp), and M denotes a mirror.
  • the reflectivity of the back surface of the substrate was changed to 5%, 15%, 25%, and 33%.
  • the 5% reflectivity indicates that the substrate surface was exposed almost completely. It is exhaustive, with a reflectivity of 33%, which is a perfect mirror surface.
  • Fig. 3 is a further study based on the total »: result of Fig. 1.
  • the reflectivity of the back surface of the substrate is 33% from the center to 3 Omm from the periphery. From this, the in-plane distribution of the temperature reached by the substrate is shown when the reflectivity is reduced toward the periphery in the radial direction of the substrate to 5% at the periphery. According to FIG. 3, the temperature distribution around the substrate is improved by about 20 compared to the case where the reflectivity of the entire back surface of the substrate is 33% (FIG. 1).
  • the back surface reflectivity was varied between 5 and 33%, and a width heating device 22 equipped with an infrared lamp 16 shown in Fig. 5 was used. Then, the silicon single crystal substrate W was heated to about 1000, and the temperature of the silicon single crystal substrate was measured using a heat pack (not shown) embedded in the silicon single crystal substrate w.
  • Fig. 4 shows the results. As is clear from FIG. 4, it can be seen that the temperature of the silicon single crystal substrate decreases when the reflectance of the silicon single crystal substrate boundary surface increases.
  • the growth device 12 has a transparent quartz glass container 14 as shown in FIG.
  • Numeral 16 denotes a radiant heating means (for example, an infrared lamp), which is installed above and below the quartz glass container 14 so as to face each other.
  • a radiant heating means for example, an infrared lamp
  • a silicon single crystal substrate W is placed in the quartz glass container 14, and the silicon single crystal substrate W is radiated by the infrared lamp 16 from above and below.
  • a reaction gas 18 consisting of a source gas such as SiHCl 3 and a carrier gas such as hydrogen is introduced into the quartz glass container 14 (the left side in the drawing). From).
  • the reflectance of the back surface of the silicon single crystal substrate was determined using the growth apparatus 12 shown in Fig. 6 while keeping the output of the infrared lamp constant during heating.
  • the change width of the ebitaxial growth rate when it was changed was measured.
  • a reaction gas obtained by mixing SiHCl 3 (for 22 grams) in hydrogen (100 liters) as a source gas 18 is introduced into a transparent quartz glass container 14, the surface of the silicon single crystal substrate W Generates silicon epitaxial film.
  • the reflectivity of the lining surface of the silicon wafer W is varied between 5% and 33%, and the infrared lamp output that reaches 100 ° when the reflectivity of the back surface of the silicon single crystal substrate W is 5% is used for silicon.
  • Silicon was grown epitaxially on a single-crystal substrate W,
  • the reflectance was measured using a spectrophotometer, and a standard light and a sample (silicon single crystal). (PT / 1 substrate). Therefore, only the specular reflection is measured, and the diffuse reflection is not measured.
  • the required reflectance is the reflectance at the emission wavelength of the infrared lamp (about 1 m).
  • the growth rate was measured when the heating output was kept constant without considering the change in the reflectance, and the growth rate was measured. The results are shown in FIG. Compared to the result when the reflectance on the back surface of the silicon single crystal substrate W was not taken into account (Comparative Example 1), the reflectance on the back surface of the silicon single crystal substrate W was taken into account (Example 1). It can be seen that the fluctuation of the growth rate is suppressed as shown in Fig. 8.
  • the reflection of the 36 surfaces of the silicon single crystal substrate W for the wavelength of the wide irradiation light from the wide heating means (such as an infrared lamp) is considered.
  • the wide heating means such as an infrared lamp
  • the main emission wavelength of the infrared lamp is 1 micron, it is needless to say that the change in the reflectance of the back surface of the silicon single crystal substrate W at around 1 micron must be used.
  • the temperature reached by the semiconductor single crystal substrate during the heat treatment can be kept constant, and the crystal quality of the semiconductor single crystal substrate to be heat treated can be made uniform. Further, according to the semiconductor single crystal substrate of the present invention, uniform heating by the radiation heating means can be easily realized.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

明細書 熱処理方法および半導体単結晶基板 技術分野
本発明は、 半導体単結晶基板を均一に熱処理する方法ならびに均一加熱を容易 に行なうことができるようにした半導体単結晶基板に関する。 背景技術
半導体単結晶基板を輻射加熱により熱処理する際には、 従来、 石英ガラス容器 内に黒鉛を主材料とし炭化珪素で被覆したサセプタを配設し、 半導体単結晶基板 の裏面全体をサセブタに密着させて保持し、 赤外線ランプ等の幅射加熱手段から 発する幅射光によりサセプタごと半導体単結晶基板を加熱して、 所望の温度で熱 処理を行う。
しかし、 黒鉛を主材料とするサセプタには金 ¾などの棍入が比較的多く、 また 水分の混入などもあり、 これらが加熱昇温によって反応雰囲気中ににじみ出るこ とにより熱処理中の半導体単結晶基板内に混入すると、 該半導体単結晶基板の品 質を低下させる可能性がある。
また、 黑 ί»を主材料とするサセプタを使用し半導体単結晶基板全休を均一に加 熱しようとすると、 サセプタは熱処理する基板よりも大きくならざるをえず、 熱 容量の大きなサセブタを所望の温度まで昇温するのに、 長時間を要した。 しかし 、 長い昇温時間は生産性に礞彩 asを与えるので、 改善が求められていた。
そこで、 いわゆるサセプタを使用しないで半導体単結晶基板の裹面部の一部や 周辺部の一部を保持することにより該基板を石英ガラス容器内に載置し、 赤外線 ランプ等の幅射光源により直接加熱する方法が提案されたが、 この方法を用いて 基板を所望の熱処理温度まで昇温すると、 熱処理する基板毎に到達温度が異なる という新たな問題力 じた。
本発明者は、 半導体単結晶基板の裏面部を輻射光源により直接加熱すると熱処 理する基板毎に到達温度が異なるという現象を詳細に網査研究したところ、 その 原因が、 半導体単結晶基板の裏面の反射率が基板毎に変わるからであることを見 出し、 この知見に基づき本発明を完成した。
本発明は、 熱処理時に半導体単結晶基板の到達する温度を一定とし、 熱処理す る半導体単結晶基板の結晶品質を均一にすることができるようにした熱処理方法 、 および幅射加熱手段による均一加熱を容易に実現できるようにした半導体単結 晶基板を提供することを目的とする。 発明の開示
上記猓趣を解決するために、 本発明の熱処理方法の第 1の要旨は、 半導体単結 晶基板の少なくとも裏面側を直接的に幅射加熱することにより熱処理する方法に おいて、 半導体単結晶基板裏面の反射率に応じて加熱出力を制御することを特徴 とする，
前記半導体単結晶基扳裹面の反射率に応じて加熱出力を制御する手段としては 、 枚葉式で熱処理する半導体単結晶基板の裏面反射率を予め澜定し、 熱処理毎に 入れ換えられる基板の裏面反射率の增¾«11に比例させて、 加熱出力を堆缄させる ようにすればよい，
前記半導体単結晶基板としてはシリコン基板を用いることができ、 その場合の 基板の裏面 Sit率の增滅幅は最大 3 3 %となる。
また、 本発明の熱処理方法の第 2の要旨は、 半導体単結晶基板の少なくとも裏 面側を直接的に輻射加熱することにより熱処理する方法において、 熱処理する半 導体単結晶基板襄面の反射率を基板毎に一定に保つことを特微とする *
本発明の半導体単結晶基板は、 その裏面反射率が、孩基板の中心部に比べて周 辺部で低いことを特徴とするものである，
本発明の半導体単結晶基板としては、 シリコン基板を用いることができ、 その 場合の褰面反射率は最大 3 3 %の範囲内であって、 かつ該反射率が基板の半径方 向において周辺に向かって滅少するものである。
前記半導体結晶基板面の反射率の翻整は、 基板面の粗さを翻整すればよい。 ボ リツシュ、 ラップ、 エッチングの仕上がり等によって異なる反射率の面を調整で きる。 また、 酸化膜、 窒化腴などの膜材料によっても異なる反射率を翻整できる 。 基板面が完全に暴る場合には反射率は 0 %となる。 基板面を完全な鏡面とした 時の反射率は 3 3 %となる。 基板面の反射率を調整する手段としては、 C V Dに よる酸化朕、 窒化膜、 ポリシリコンなどを使用することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 図 2に示した加熱装置による基板の加熱処理を仮想し基板裏面の反射 率を変化させた場合の基板温度の面内分布を計算して示したグラフである。 図 2は、 図 1のグラフ作成の縢に用いられた仮想の加熱装 Sを示す図面である 図 3は、 基板襄面の反射率を基板の半径方向において周辺に向かって滅少させ た基板における基板温度の面内分布を示す図 1と同様の図面である。
図 4は、 実狭例 1におけるシリコン単結晶基板の裏面の反射率とシ "コン単桔 晶基板の温度変化幅との閲係を示すグラフである。
図 5は、 実驗例 1において用いられた幅射加熱装置を示す概略鋭明図である。 図 6は、 実施例 1及び 2において用いられたェビタキシャル成長装 Sを示す概 略説明図である。
図 7は、 ¾¾¾例 1におけるシリコン単結晶基板の裏面の反射率とェビタキシャ ル腴の成長速度変化幅との関係を示すダラフである。
図 8は、 実施例 2におけるシリコン単結晶基板の裏面の反射率の値の增滅に対 して直線的に堪缄変化させて加熱出力値を制御した場合及び比較例 1におけるシ リコン単結晶基板の裏面の反射率と無照係に加熱出力値を設定した場合の成長速 度の変勖を示すグラフである。
図 9は、 基板裏面の反射率を基板の半径方向において周辺に向かって滅少させ た基板の基板裏面位 Sと反射率との閟係の 1例を示す図面である。 発明を実施するための最良の形態
以下に添付図面にもとづいて本発明につきさらに詳述する。
図 1は、 図 2に示す構遣寸法を有する加熱装 Sを仮想し、 該加 ^置の中心に 主表面が鏡面加工された直径 3 0 0 m mのシリコン単結晶基板 Wを載置して加熱 処理を行う場合に、基板裏面の反射率カ¾化するにつれて温度がどのように変化 するかを、 到達する光の強度と基板に吸収される熱量から計 Tしたものである。 なお、 図 2において、 1 6は幅射加熱手段 （例えば、 赤外線ランプ） 及び Mはミ ラーである。
図 1の計算において、 基板裏面の反射率を 5 %, 1 5 %, 2 5 %, 3 3 %と変 化させた， 反射率 5 %とは、 基板面がほぼ完全に暴っている状憊であり、 反射率 3 3 %とは完全な鏡面状 である。
図 1から明らかなように、 基板裏面の反射率が缄少すると、 裏面側ランプから 幅射されたエネルギーを吸収する割合が «加し、 基板の到達温度が上昇する傾向 がある。 また、 基板の到達温度は、 S面の反射率が 1 0 %滅少する毎に約 1 0て 上昇することが分かる。
つまり、 半導体単結晶基板の少なくとも裏面側を直接的に幅射加熱することに より^ ½理する場合、 熱処理する基板裏面の反射率が異なると、 その到達温度が 変化するのである。 したがって、 到连温度を一定にするには、 熱処理する基板裹 面の反射率を一定に保つか、 または、 基板裹面の反射率に応じて加熱出力を制御 すればよい。
図 3は、 図 1の計 »：結果に基づいてさらに考察を進めたものであり、 図 9に示 すごとく、 基板裏面の反射率を中心部から周辺 3 O mmまでは 3 3 %とし、 そこ から反射率を基板の半径方向において周辺に向かって減少させて周辺部で 5 %と した場合に、 基板が到達する温度の面内分布を示している。 図 3によると、 基板 裏面全体の反射率を 3 3 %とした場合 （図 1 ) に比べて、 基板周辺部の温度分布 が約 2 0て改兽されることが分かる。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に锐明する * 以下の実驗例、 実施 例においては、 半導体結晶基板の拭料としてシリコン単結晶基板を用いた例を示 した。
実験例 1 (シリコン単結晶基板惠面の反射率の変動とシリコン単結晶基板の温度 変化の M係）
シリコン単結晶基板裏面の粗さを変えながらその裏面反射率を 5から 3 3 %の 間で変動させ、 図 5に示した赤外線ランプ 1 6を具備した幅射加熱装置 2 2を用 いてシリコン単結晶基板 Wを約 1 0 0 0 に加熱し、 シリコン単結晶基板 wに埋 め込んでおいた熱罨対 （図示せず） を用いてシリコン単結晶基板の温度を測定し た。 その結果を図 4に示した。 図 4から明らかなように、 シリコン単結晶基板裹 面の反射率が增大するとシリコン単結晶基板の温度が下がることがわかる。
実咴例 2 (シリコン単結晶基板裹面の反射率の変動とェビタキシャル成長速度の 変化幅との関係）
まず、 本実 «例で用いられる成長装置について説明する。 該成長装置 1 2は、 図 6に示すごとく、 透明な石英ガラス容器 1 4を有している。 1 6は輻射加熱手 段 （例えば、 赤外線ランプ） で、 該石英ガラス容器 1 4の上下外方に相対向して 設置されている。
該石英ガラス容器 1 4内にはシリコン単結晶基板 Wが載置され、 該シリコン単 結晶基板 Wはその上下方向から該赤外線ランプ 1 6によって幅射加熱されるよう になっている， 該シリコン単結晶基板 W上にェビタキシャル腹を成長させるにあ たっては、 SiHCl 3等の原料ガスと水素等のキャリアガスからなる反応ガス 1 8が 該石英ガラス容器 1 4内に導入される （図面上は左方から）。
次に、 実狭例 1の知見をもとにして、 図 6に示した成長装置 1 2を用いて、 加 熱時の赤外線ランプの出力を一定として、 シリコン単結晶基板の裏面の反射率を 変えた場合のェビタキシャル成長速度の変化幅を測定した。 原料ガス 1 8として SiHCl 3 ( 2 2グラムノ分） を水素 （ 1 0 0リツ トル 分） 中に混合した反応ガス を透明な石英ガラス容¾ 1 4内に導入するとシリコン単結晶基板 Wの表面にシリ コンのェビタキシャル膜力 成する。 シリコンゥヱーハ Wの裹面の反射率を 5力、 ら 3 3 %の間で変動させ、 シリコン単結晶基板 Wの裏面の反射率 5 %の時に 1 0 0 ΐに到達する赤外線ランブ出力を用いてシリコン単結晶基板 W上にシリコンを ェビタキシャル成長させた，
この時のシリコン単結晶基板 Wのェビタキシャル膜の成長速度の変化を測定し 、 その 果を図 7に示した。 図 7から明らかなごとく、 例えば、 ェビタキシャル 成長速度の変化幅を 5 %以内に抑えるにはシリコン単結晶基板 Wの裏面の反射率 の変動を 5 %以下に抑えれば良いことが分かる。
なお、 反射率の測定は、 分光光度計を使用し、 標準光と試料 （シリコン単結晶 P T/ 1 基板）で反射した光の強度比によって行なった。 したがって、 測定対象とするの は鏡面反射のみで、 乱反射は測定しない， また、 必要な反射率は赤外線ランプの 発光波長 ( 1 m程度） における反射率である。
実施例 1
図 6に示したェビタキシャル成長装置において、 反射率の変動を除いて実験例 2と同様の条件で、 シリコン単結晶基板 W毎の裏面の反射率の値の堆滅幅に比例 させて幅射加熱手段 1 6の加熱出力值を堆缄させ、 即ちシリコン単結晶基板 Wの 裏面の反射率が大きい時には幅射加熱手段 1 6の加熱出力を增大させ、 反対にシ リコン単結晶基板 Wの裏面の反射率が小さい時には輻射加熱手段 1 6の加熱出力 を滅少させてェビタキシャル成長を行い、 そのェビタキシャル成長速度を測定し た。 その結果を加熱出力変動及び反射率の値とともに図 8に示した。
比較例 1
加熱出力を反射率の変動を考慮せず一定としてェビタキシャル成長を行なつた 場合の成長速度を測定し、 その桔果を実 ft例 1の結果とともに図 8に示した。 シ リコン単結晶基板 Wの裏面の反射率を考慮しなかった時 （比較例 1 ) の結果と比 較すると、 シリコン単結晶基板 Wの裏面の反射率を考慮すること （実施例 1 ) に より図 8のように成長速度の変動が抑えられることが分かる
上記のシリコン単結晶基板 Wの裹面反射率を考える際には、 幅射加熱手段 （赤 外線ランプ等） からの幅射光線の波長を対象としたシリコン単桔晶基板 Wの 36面 の反射率でなければならない。 ここでは赤外線ランプの主発光波長は 1 ミクロン であるので、 1 ミクロン前後におけるシリコン単結晶基板 Wの裏面の反射率の変 勖を用いなければならないことは勿始である。 産業上の利用可能性
以上述べたごとく、 本発明の熱処理方法によれば、 熱処理時に半導体単結晶基 板の到達する温度を一定とし、 熱処理する半導体単結晶基板の結晶品質を均一に することができる。 また、 本発明の半導体単結晶基板によれば幅射加熱手段によ る均一加熱を容易に実現することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 半導体単結晶基板の少なくとも裏面側を直接的に輻射加熱することにより熱 処理する方法において、 半導体単結晶基板褢面の反射率に応じて加熱出力を制御 することを特徴とする熱処理方法，
2 . 枚葉式で熱処理する半導体単結晶基板の裏面反射率を予め測定し、 熱処理毎 に入れ換えられる基板の裹面反射率の增滅幅に比例させて、 加熱出力を增缄させ ることを特徴とする請求項 1記載の熱処理方法。
3 . 前記半導体単結晶基板がシリコンであり、 基板の裏面反射率の增缄幅が最大 3 3 %であることを特徴とする請求項 1または 2に記載の熱処理方法。
4 . 半導体単結晶基板の少なくとも裏面側を直接的に輻射加熱することにより熱 処理する方法において、 熱処理する半導体単結晶基板裏面の反射率を基板毎に一 定に保つことを特徴とする熱処理方法。
5 . 半導体単結晶基板の襄面反射率が、 該基板の中心部に比べて周辺部で低いこ とを特徴とする半導体単結晶基板。
6 . 前記半導体単結晶基板がシリコンであり、 基板の裏面反射率が最大 3 3 %の 範囲内であって、 かつ該反射率が基板の半径方向において周辺に向かって滅少す ることを特徴とする諳求項 5記載の半導体単結晶基板。
PCT/JP1997/000143 1996-03-07 1997-01-23 Procede de traitement thermique et substrat a semi-conducteur monocristal WO1997033306A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/945,413 US5913974A (en) 1996-03-07 1997-01-23 Heat treating method of a semiconductor single crystal substrate
EP97900760A EP0831519A1 (en) 1996-03-07 1997-01-23 Heat treatment method and single-crystal semiconductor substrate

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8/49697 1996-03-07
JP8049697A JPH09246202A (ja) 1996-03-07 1996-03-07 熱処理方法および半導体単結晶基板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997033306A1 true WO1997033306A1 (fr) 1997-09-12

Family

ID=12838380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1997/000143 WO1997033306A1 (fr) 1996-03-07 1997-01-23 Procede de traitement thermique et substrat a semi-conducteur monocristal

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5913974A (ja)
EP (1) EP0831519A1 (ja)
JP (1) JPH09246202A (ja)
KR (1) KR980700681A (ja)
WO (1) WO1997033306A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19753477A1 (de) * 1997-12-02 1999-06-10 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren und Heizvorrichtung zum Aufschmelzen von Halbleitermaterial
US6643604B1 (en) 2000-06-30 2003-11-04 Advanced Micro Devices, Inc. System for uniformly heating photoresist
US7015422B2 (en) * 2000-12-21 2006-03-21 Mattson Technology, Inc. System and process for heating semiconductor wafers by optimizing absorption of electromagnetic energy
US6970644B2 (en) * 2000-12-21 2005-11-29 Mattson Technology, Inc. Heating configuration for use in thermal processing chambers
JP4806856B2 (ja) * 2001-03-30 2011-11-02 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法及び熱処理装置
US7198671B2 (en) * 2001-07-11 2007-04-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Layered substrates for epitaxial processing, and device
US6849831B2 (en) 2002-03-29 2005-02-01 Mattson Technology, Inc. Pulsed processing semiconductor heating methods using combinations of heating sources
JP2006093302A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Fujitsu Ltd 急速熱処理装置及び半導体装置の製造方法
JP4712371B2 (ja) 2004-12-24 2011-06-29 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置の製造方法
CN101258387A (zh) * 2005-07-05 2008-09-03 马特森技术公司 确定半导体晶片的光学属性的方法与系统
JP4864396B2 (ja) * 2005-09-13 2012-02-01 株式会社東芝 半導体素子の製造方法、及び、半導体素子の製造装置
FR2914488B1 (fr) * 2007-03-30 2010-08-27 Soitec Silicon On Insulator Substrat chauffage dope

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59169126A (ja) * 1983-03-16 1984-09-25 Ushio Inc 半導体ウエハ−の加熱方法
JPS6027115A (ja) * 1983-07-25 1985-02-12 Ushio Inc 光照射炉による半導体ウエハ−の熱処理法
JPS60137027A (ja) * 1983-12-26 1985-07-20 Ushio Inc 光照射加熱方法
JPH03278524A (ja) * 1990-03-28 1991-12-10 Nec Corp 半導体基板加熱装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0770474B2 (ja) * 1985-02-08 1995-07-31 株式会社東芝 化合物半導体装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59169126A (ja) * 1983-03-16 1984-09-25 Ushio Inc 半導体ウエハ−の加熱方法
JPS6027115A (ja) * 1983-07-25 1985-02-12 Ushio Inc 光照射炉による半導体ウエハ−の熱処理法
JPS60137027A (ja) * 1983-12-26 1985-07-20 Ushio Inc 光照射加熱方法
JPH03278524A (ja) * 1990-03-28 1991-12-10 Nec Corp 半導体基板加熱装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0831519A1 (en) 1998-03-25
US5913974A (en) 1999-06-22
JPH09246202A (ja) 1997-09-19
KR980700681A (ko) 1998-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6720531B1 (en) Light scattering process chamber walls
US5861609A (en) Method and apparatus for rapid thermal processing
TWI404125B (zh) 製造經磊晶塗覆之矽晶圓的方法
WO1997033306A1 (fr) Procede de traitement thermique et substrat a semi-conducteur monocristal
US20220059342A1 (en) Integrated epitaxy and preclean system
JP5232719B2 (ja) エピタキシャル被覆された半導体ウェハの製造方法
JP3076791B2 (ja) 半導体製造装置
US5390626A (en) Process for formation of silicon carbide film
US6051823A (en) Method and apparatus to compensate for non-uniform film growth during chemical vapor deposition
JP4599816B2 (ja) シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
US6780464B2 (en) Thermal gradient enhanced CVD deposition at low pressure
JP3796030B2 (ja) 薄膜作成装置
JPS60161616A (ja) 半導体ウエハの赤外線加熱装置
EP0728850B1 (en) Quasi hot wall reaction chamber
JPH097953A (ja) 単結晶薄膜の製造方法
KR0134035B1 (ko) 열처리 장치
JPS5936927A (ja) 半導体気相成長装置
JPS60189927A (ja) 気相反応容器
JPH05102077A (ja) 半導体装置の製造装置
JP4451508B2 (ja) 気相成長方法
JPH04364719A (ja) 半導体成膜装置
JP2633039B2 (ja) 化合物半導体ウエハの熱処理方法
JP2002100585A (ja) 半導体装置の製造方法、及び被処理基板
JPS60189924A (ja) 気相反応容器
JPH0642455B2 (ja) 気相成長装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019970704185

Country of ref document: KR

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 08945413

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997900760

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997900760

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019970704185

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1997900760

Country of ref document: EP

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1019970704185

Country of ref document: KR