JPH09246202A - 熱処理方法および半導体単結晶基板 - Google Patents
熱処理方法および半導体単結晶基板Info
- Publication number
- JPH09246202A JPH09246202A JP8049697A JP4969796A JPH09246202A JP H09246202 A JPH09246202 A JP H09246202A JP 8049697 A JP8049697 A JP 8049697A JP 4969796 A JP4969796 A JP 4969796A JP H09246202 A JPH09246202 A JP H09246202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- crystal substrate
- reflectance
- substrate
- semiconductor single
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 132
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 46
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 44
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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
一定にすることができるようにした熱処理方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 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、半導体単結晶基板裏面の反射率に応じて加熱出力を
制御する。
を一定とし、熱処理する半導体単結晶基板の結晶品質を
一定にすることができるようにした熱処理方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 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、半導体単結晶基板裏面の反射率に応じて加熱出力を
制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
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。
【０００２】
【関連技術】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プタに密着させて保持し、赤外線
ランプ等の輻射加熱手段から発する輻射光によりサセプ
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。
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プタに密着させて保持し、赤外線
ランプ等の輻射加熱手段から発する輻射光によりサセプ
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。
【０００３】しかし、黒鉛を主材料とするサセプタには
金属などの混入が比較的多く、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。
金属などの混入が比較的多く、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。
【０００４】また、黒鉛を主材料とするサセプタを使用
し半導体単結晶基板全体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プ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
に悪影響を与えるので、改善が求められていた。
し半導体単結晶基板全体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プ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
に悪影響を与えるので、改善が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】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裏面部の一部や
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、赤外線ランプ等の輻射光源により直接
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が生じた。
プタを使用しないで半導体単結晶基板の裏面部の一部や
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、赤外線ランプ等の輻射光源により直接
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が生じた。
【０００６】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調査研究したところ、
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。
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調査研究したところ、
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。
【０００７】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、および輻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。
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、および輻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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
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。
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。
【０００９】前記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測定し、熱処理
毎に入れ換えられる基板の裏面反射率の増減幅に比例さ
せて、加熱出力を増減させるようにすればよい。
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測定し、熱処理
毎に入れ換えられる基板の裏面反射率の増減幅に比例さ
せて、加熱出力を増減させるようにすればよい。
【００１０】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反射率の
増減幅は最大３３％となる。
板を用いることができ、その場合の基板の裏面反射率の
増減幅は最大３３％となる。
【００１１】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裏面の反射率を基板毎に一定に保
つことを特徴とする。
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裏面の反射率を基板毎に一定に保
つことを特徴とする。
【００１２】本発明の半導体単結晶基板は、その裏面反
射率が、該基板の中心部に比べて周辺部で低いことを特
徴とするものである。
射率が、該基板の中心部に比べて周辺部で低いことを特
徴とするものである。
【００１３】本発明の半導体単結晶基板としては、シリ
コンで基板を用いることができ、その場合の裏面反射率
は最大３３％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減少するものである。
コンで基板を用いることができ、その場合の裏面反射率
は最大３３％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減少するものである。
【００１４】前記半導体結晶基板面の反射率の調整は、
基板面の粗さを調整すればよい。ポリッシュ、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、窒化膜などの膜材料によって
も異なる反射率を調整できる。基板面が完全に曇る場合
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３３％となる。基板面の反射率を調整する手
段としては、ＣＶＤによる酸化膜、窒化膜、ポリシリコ
ンなどを使用することができる。
基板面の粗さを調整すればよい。ポリッシュ、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、窒化膜などの膜材料によって
も異なる反射率を調整できる。基板面が完全に曇る場合
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３３％となる。基板面の反射率を調整する手
段としては、ＣＶＤによる酸化膜、窒化膜、ポリシリコ
ンなどを使用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】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。
明につきさらに詳述する。
【００１６】図１は、図２に示す構造寸法を有する加熱
装置を仮想し、該加熱装置の中心に主表面が鏡面加工さ
れた直径３００ｍｍ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、基板裏面の反射率が変化するに
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算したものである。な
お、図２において、１６は輻射加熱手段（例えば、赤外
線ランプ）及びＭはミラーである。
装置を仮想し、該加熱装置の中心に主表面が鏡面加工さ
れた直径３００ｍｍ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、基板裏面の反射率が変化するに
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算したものである。な
お、図２において、１６は輻射加熱手段（例えば、赤外
線ランプ）及びＭはミラーである。
【００１７】図１の計算において、基板裏面の反射率を
５％，１５％，２５％，３３％と変化させた。反射率５
％とは、基板面がほぼ完全に曇っている状態であり、反
射率３３％とは完全な鏡面状態である。
５％，１５％，２５％，３３％と変化させた。反射率５
％とは、基板面がほぼ完全に曇っている状態であり、反
射率３３％とは完全な鏡面状態である。
【００１８】図１から明らかなように、基板裏面の反射
率が減少すると、裏面側ランプから輻射されたエネルギ
ーを吸収する割合が増加し、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、裏面の反射率が
１０％減少する毎に約１０℃上昇することが分かる。
率が減少すると、裏面側ランプから輻射されたエネルギ
ーを吸収する割合が増加し、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、裏面の反射率が
１０％減少する毎に約１０℃上昇することが分かる。
【００１９】つまり、半導体単結晶基板の少なくとも裏
面側を直接的に輻射加熱することにより熱処理する場
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、到達温度を一定
にするには、熱処理する基板裏面の反射率を一定に保つ
か、または、基板裏面の反射率に応じて加熱出力を制御
すればよい。
面側を直接的に輻射加熱することにより熱処理する場
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、到達温度を一定
にするには、熱処理する基板裏面の反射率を一定に保つ
か、または、基板裏面の反射率に応じて加熱出力を制御
すればよい。
【００２０】図３は、図１の計算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３０ｍｍまでは３３％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３３％とした場合（図１）に比べて、
基板周辺部の温度分布が約２０℃改善されることが分か
る。
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３０ｍｍまでは３３％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３３％とした場合（図１）に比べて、
基板周辺部の温度分布が約２０℃改善されることが分か
る。
【００２１】以下に実施例をあげて本発明をさらに具体
的に説明する。以下の実験例、実施例においては、半導
体結晶基板の試料としてシリコン単結晶基板を用いた例
を示した。
的に説明する。以下の実験例、実施例においては、半導
体結晶基板の試料としてシリコン単結晶基板を用いた例
を示した。
【００２２】実験例１（シリコン単結晶基板裏面の反射
率の変動とシリコン単結晶基板の温度変化の関係） 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３３％の間で変動させ、図５に示した赤外
線ランプ１６を具備した輻射加熱装置２２を用いてシリ
コン単結晶基板Ｗを約１０００℃に加熱し、シリコン単
結晶基板Ｗに埋め込んでおいた熱電対（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１に示した。図４から明らかなように、シリコン単結
晶基板裏面の反射率が増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。
率の変動とシリコン単結晶基板の温度変化の関係） 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３３％の間で変動させ、図５に示した赤外
線ランプ１６を具備した輻射加熱装置２２を用いてシリ
コン単結晶基板Ｗを約１０００℃に加熱し、シリコン単
結晶基板Ｗに埋め込んでおいた熱電対（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１に示した。図４から明らかなように、シリコン単結
晶基板裏面の反射率が増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。
【００２３】実験例２（シリコン単結晶基板裏面の反射
率の変動とエピタキシャル成長速度の変化幅との関係） まず、本実験例で用いられる成長装置について説明す
る。該成長装置１２は、図６に示すごとく、透明な石英
ガラス容器１４を有している。１６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１４の上下
外方に相対向して設置されている。
率の変動とエピタキシャル成長速度の変化幅との関係） まず、本実験例で用いられる成長装置について説明す
る。該成長装置１２は、図６に示すごとく、透明な石英
ガラス容器１４を有している。１６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１４の上下
外方に相対向して設置されている。
【００２４】該石英ガラス容器１４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１６によって輻射加熱される
ようになっている。該シリコン単結晶基板Ｗ上にエピタ
キシャル膜を成長させるにあたっては、SiHCl3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１８が該
石英ガラス容器１４内に導入される（図面上は左方か
ら）。
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１６によって輻射加熱される
ようになっている。該シリコン単結晶基板Ｗ上にエピタ
キシャル膜を成長させるにあたっては、SiHCl3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１８が該
石英ガラス容器１４内に導入される（図面上は左方か
ら）。
【００２５】次に、実験例１の知見をもとにして、図６
に示した成長装置１２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
率を変えた場合のエピタキシャル成長速度の変化幅を測
定した。原料ガス１８としてSiHCl3（２２グラム／分）
を水素（１００リットル／分）中に混合した反応ガスを
透明な石英ガラス容器１４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エピタキシャル膜が生成す
る。シリコンウェーハＷの裏面の反射率を５から３３％
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１００℃に到達する赤外線ランプ出力を用い
てシリコン単結晶基板Ｗ上にシリコンをエピタキシャル
成長させた。
に示した成長装置１２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
率を変えた場合のエピタキシャル成長速度の変化幅を測
定した。原料ガス１８としてSiHCl3（２２グラム／分）
を水素（１００リットル／分）中に混合した反応ガスを
透明な石英ガラス容器１４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エピタキシャル膜が生成す
る。シリコンウェーハＷの裏面の反射率を５から３３％
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１００℃に到達する赤外線ランプ出力を用い
てシリコン単結晶基板Ｗ上にシリコンをエピタキシャル
成長させた。
【００２６】この時のシリコン単結晶基板Ｗのエピタキ
シャル膜の成長速度の変化を測定し、その結果を図７に
示した。図７から明らかなごとく、例えば、エピタキシ
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。
シャル膜の成長速度の変化を測定し、その結果を図７に
示した。図７から明らかなごとく、例えば、エピタキシ
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。
【００２７】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（１μｍ程度）に
おける反射率である。
し、標準光と試料（シリコン単結晶基板）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（１μｍ程度）に
おける反射率である。
【００２８】実施例１ 図６に示したエピ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増減幅に比例させて輻
射加熱手段１６の加熱出力値を増減させ、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輻射加熱手
段１６の加熱出力を増大させ、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１６の
加熱出力を減少させてエピタキシャル成長を行い、その
エピ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。
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増減幅に比例させて輻
射加熱手段１６の加熱出力値を増減させ、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輻射加熱手
段１６の加熱出力を増大させ、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１６の
加熱出力を減少させてエピタキシャル成長を行い、その
エピ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。
【００２９】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エピタキ
シャル成長を行なった場合の成長速度を測定し、その結
果を実施例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。
シャル成長を行なった場合の成長速度を測定し、その結
果を実施例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。
【００３０】上記のシリコン単結晶基板Ｗの裏面反射率
を考える際には、輻射加熱手段（赤外線ランプ等）から
の輻射光線の波長を対象としたシリコン単結晶基板Ｗの
裏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動
を用いなければならないことは勿論である。
を考える際には、輻射加熱手段（赤外線ランプ等）から
の輻射光線の波長を対象としたシリコン単結晶基板Ｗの
裏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動
を用いなければならないことは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】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
基板によれば輻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。
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
基板によれば輻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。
【図１】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。
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】図１のグラフ作成の際に用いられた仮想の加熱
装置を示す図面である。
装置を示す図面である。
【図３】基板裏面の反射率を基板の半径方向において周
辺に向かって減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。
辺に向かって減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】実験例１におけるシリコン単結晶基板の裏面の
反射率とシリコン単結晶基板の温度変化幅との関係を示
すグラフである。
反射率とシリコン単結晶基板の温度変化幅との関係を示
すグラフである。
【図５】実験例１において用いられた輻射加熱装置を示
す概略説明図である。
す概略説明図である。
【図６】実施例１及び２において用いられたエピタキシ
ャル成長装置を示す概略説明図である。
ャル成長装置を示す概略説明図である。
【図７】実施例１におけるシリコン単結晶基板の裏面の
反射率とエピタキシャル膜の成長速度変化幅との関係を
示すグラフである。
反射率とエピタキシャル膜の成長速度変化幅との関係を
示すグラフである。
【図８】実施例２におけるシリコン単結晶基板の裏面の
反射率の値の増減に対して直線的に増減変化させて加熱
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関係に加熱出力値を設定し
た場合の成長速度の変動を示すグラフである。
反射率の値の増減に対して直線的に増減変化させて加熱
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関係に加熱出力値を設定し
た場合の成長速度の変動を示すグラフである。
【図９】基板裏面の反射率を基板の半径方向において周
辺に向かって減少させた基板の基板裏面位置と反射率と
の関係の１例を示す図面である。
辺に向かって減少させた基板の基板裏面位置と反射率と
の関係の１例を示す図面である。
１２ 成長装置 １４ 石英ガラス容器 １６ 赤外線ランプ １８ 反応ガス ２２ 輻射加熱装置 Ｗ シリコン単結晶基板 Ｍ ミラー
Claims (6)
- 【請求項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熱処理方法。 - 【請求項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
板の裏面反射率の増減幅に比例させて、加熱出力を増減
させることを特徴とする請求項１記載の熱処理方法。 - 【請求項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増減幅が最大３３％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。 - 【請求項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。 - 【請求項５】 半導体単結晶基板の裏面反射率が、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。 - 【請求項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３３％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
減少することを特徴とする請求項５記載の半導体単結晶
基板。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| 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 |
| US08/945,413 US5913974A (en) | 1996-03-07 | 1997-01-23 | Heat treating method of a semiconductor single crystal substrate |
| PCT/JP1997/000143 WO1997033306A1 (fr) | 1996-03-07 | 1997-01-23 | Procede de traitement thermique et substrat a semi-conducteur monocristal |
| KR1019970704185A KR980700681A (ko) | 1996-03-07 | 1997-01-23 | 열처리방법 및 반도체 단결정기판(heat treating method and semiconductor single crystal substrate) |
| EP97900760A EP0831519A1 (en) | 1996-03-07 | 1997-01-23 | Heat treatment method and single-crystal semiconductor substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| 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 |
|---|---|
| JPH09246202A true JPH09246202A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12838380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8049697A Pending JPH09246202A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 熱処理方法および半導体単結晶基板 |
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) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299328A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理方法及び熱処理装置 |
| 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 |
| JP2007081062A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 半導体素子の製造方法、及び、半導体素子の製造装置 |
| US7345003B2 (en) | 2004-12-24 | 2008-03-18 | Fujitsu Limited | Semiconductor device manufacturing method, wafer, and wafer manufacturing method |
Families Citing this family (8)
| 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 |
| US6970644B2 (en) * | 2000-12-21 | 2005-11-29 | Mattson Technology, Inc. | Heating configuration for use in thermal processing chambers |
| US7015422B2 (en) | 2000-12-21 | 2006-03-21 | Mattson Technology, Inc. | System and process for heating semiconductor wafers by optimizing absorption of electromagnetic energy |
| 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 |
| 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*** |
| FR2914488B1 (fr) * | 2007-03-30 | 2010-08-27 | Soitec Silicon On Insulator | Substrat chauffage dope |
Family Cites Families (5)
| 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 |
| 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 |
| JPH03278524A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-10 | Nec Corp | 半導体基板加熱装置 |
-
1996
- 1996-03-07 JP JP8049697A patent/JPH09246202A/ja active Pending
-
1997
- 1997-01-23 US US08/945,413 patent/US5913974A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-23 WO PCT/JP1997/000143 patent/WO1997033306A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1997-01-23 EP EP97900760A patent/EP0831519A1/en not_active Withdrawn
- 1997-01-23 KR KR1019970704185A patent/KR980700681A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299328A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理方法及び熱処理装置 |
| 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 |
| US7345003B2 (en) | 2004-12-24 | 2008-03-18 | Fujitsu Limited | Semiconductor device manufacturing method, wafer, and wafer manufacturing method |
| US7859088B2 (en) | 2004-12-24 | 2010-12-28 | Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor device manufacturing method, wafer, and wafer manufacturing method |
| JP2007081062A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 半導体素子の製造方法、及び、半導体素子の製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0831519A1 (en) | 1998-03-25 |
| WO1997033306A1 (fr) | 1997-09-12 |
| KR980700681A (ko) | 1998-03-30 |
| US5913974A (en) | 1999-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6720531B1 (en) | Light scattering process chamber walls | |
| TWI404125B (zh) | 製造經磊晶塗覆之矽晶圓的方法 | |
| US7453051B2 (en) | System and process for heating semiconductor wafers by optimizing absorption of electromagnetic energy | |
| US5861609A (en) | Method and apparatus for rapid thermal processing | |
| US10077508B2 (en) | Multizone control of lamps in a conical lamphead using pyrometers | |
| US8372298B2 (en) | Method for producing epitaxially coated silicon wafers | |
| JPH09246202A (ja) | 熱処理方法および半導体単結晶基板 | |
| 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 | |
| JP2010147350A (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法及び製造装置 | |
| 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 | |
| US6130105A (en) | Deposition rate control on wafers with varying characteristics | |
| US6780464B2 (en) | Thermal gradient enhanced CVD deposition at low pressure | |
| US5743956A (en) | Method of producing single crystal thin film | |
| JPS60161616A (ja) | 半導体ウエハの赤外線加熱装置 | |
| KR0134035B1 (ko) | 열처리 장치 | |
| JPH08316154A (ja) | 疑似ホットウォール反応チャンバ | |
| Ren et al. | Deposition and characterization of polysilicon films deposited by rapid thermal processing | |
| US20220316090A1 (en) | Method for growing epitaxial layer on wafer | |
| CN116288692A (zh) | 外延处理期间承载硅片的基座及硅片的外延的设备和方法 | |
| JPS6358925A (ja) | 気相表面処理反応装置 | |
| SG177026A1 (en) | Method for producing epitaxially coated silicon wafers | |
| JPS61121431A (ja) | 気相成長装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20031215 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041005 |