JPS6037116A - 光照射炉 - Google Patents
光照射炉Info
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- JPS6037116A JPS6037116A JP14441683A JP14441683A JPS6037116A JP S6037116 A JPS6037116 A JP S6037116A JP 14441683 A JP14441683 A JP 14441683A JP 14441683 A JP14441683 A JP 14441683A JP S6037116 A JPS6037116 A JP S6037116A
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- Japan
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- heat
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- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02656—Special treatments
- H01L21/02664—Aftertreatments
- H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
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】
本発明は光照射炉に関するものである。
一般に加熱処理を行なうための装置のうち、白熱電球よ
りの放射光を被処理物に照射する光照射炉は、種々の特
長を有するため、鋼材等の熱処理及び乾燥、プラスチッ
ク成型、熱特性試験装置等に巾広く利用されている。特
に最近においては、半導体の製造における加熱が必要と
される工程、例えば不純物拡散工程、化学的気相成長工
程、イオン打ち込み層の結晶欠陥の回復工程、電気的活
性化のだめの熱処理工程、更にはシリコンウェハーの表
層を窒化若しくは酸化せしめるための熱処理工程を遂行
する場合の加熱炉として、従来から用いられている電気
炉、高周波炉等に代わって、光照射炉の利用が検討され
ている。これは、光照射炉においては、被処理物を汚染
し或いは電気的に悪影＃を与えることがないこと、消費
電力が小さいこと等のほか、従来の加熱炉では大面積の
被処理物を均一に加熱することができず、最近における
半導体の大面積化に対応することができないからである
。
りの放射光を被処理物に照射する光照射炉は、種々の特
長を有するため、鋼材等の熱処理及び乾燥、プラスチッ
ク成型、熱特性試験装置等に巾広く利用されている。特
に最近においては、半導体の製造における加熱が必要と
される工程、例えば不純物拡散工程、化学的気相成長工
程、イオン打ち込み層の結晶欠陥の回復工程、電気的活
性化のだめの熱処理工程、更にはシリコンウェハーの表
層を窒化若しくは酸化せしめるための熱処理工程を遂行
する場合の加熱炉として、従来から用いられている電気
炉、高周波炉等に代わって、光照射炉の利用が検討され
ている。これは、光照射炉においては、被処理物を汚染
し或いは電気的に悪影＃を与えることがないこと、消費
電力が小さいこと等のほか、従来の加熱炉では大面積の
被処理物を均一に加熱することができず、最近における
半導体の大面積化に対応することができないからである
。
ところで、被処理物の加熱温度をフィードバック制御し
たり、あるいは異常加熱動作が発生した場合に保安動作
機能を作動させるためには、光照射炉内の温度ないしは
被処理物自体の温度を測定する必要がある。そして従来
、被処理物が半導体ウェハーの場合に、その温度を測定
する方法として熱電対を半導体ウェハーに直接接触させ
るが、あるいは、熱電対をウェハー近傍の放射空間に露
出しておくことが行われていたが、この方法で―熱電対
によって半導体ウェハーが汚染され、また、熱電対と半
導体ウェハーとでは光照射による被加熱条件が異るので
十分な測温精度、とくに早い応答性と両者の温度の相関
性が得られない等の問題点があった。更に、半導体ウェ
ハーを適当な大きさのサセプターにセットして加熱する
場合には、サセプターに熱電対を埋め込んで測温する方
法があるが、これはサセプターの熱容量が大きいため敏
感に温Ｉ圧制御するのが困難であり、また上記と同様に
早い応答性がなく、かつ高速加熱では半導体ウェハーと
サセプターの温度の相関性がくずれる欠点があった。こ
のために、いずれにしても精度よく測温して、その結果
にもとすいて照射光の強度をフィードバック制御するの
はなかなか困難であった。
たり、あるいは異常加熱動作が発生した場合に保安動作
機能を作動させるためには、光照射炉内の温度ないしは
被処理物自体の温度を測定する必要がある。そして従来
、被処理物が半導体ウェハーの場合に、その温度を測定
する方法として熱電対を半導体ウェハーに直接接触させ
るが、あるいは、熱電対をウェハー近傍の放射空間に露
出しておくことが行われていたが、この方法で―熱電対
によって半導体ウェハーが汚染され、また、熱電対と半
導体ウェハーとでは光照射による被加熱条件が異るので
十分な測温精度、とくに早い応答性と両者の温度の相関
性が得られない等の問題点があった。更に、半導体ウェ
ハーを適当な大きさのサセプターにセットして加熱する
場合には、サセプターに熱電対を埋め込んで測温する方
法があるが、これはサセプターの熱容量が大きいため敏
感に温Ｉ圧制御するのが困難であり、また上記と同様に
早い応答性がなく、かつ高速加熱では半導体ウェハーと
サセプターの温度の相関性がくずれる欠点があった。こ
のために、いずれにしても精度よく測温して、その結果
にもとすいて照射光の強度をフィードバック制御するの
はなかなか困難であった。
そこで本発明は、被処理物を汚染することがなく、早い
応答性とあいまって、被処理物とセンサーの温度変化の
相関性が良くて、その測温結果に基いて照射光の強度を
フィードバック制御することが可能な光照射炉を提供す
ることを目的とし、その構成は、金属板もしくは金属薄
膜に、一対の金属ワイヤー例えば熱電対を構成する一対
の“金属ワイヤーの各端部を接続して一体の感熱素子を
形成し、これを透光容器内に入れて、半導体ウエノ・−
を照射する光もしくはその一部を受けて変化する該感熱
素子の電気信号により照射光の強度を制御することを一
部とする。
応答性とあいまって、被処理物とセンサーの温度変化の
相関性が良くて、その測温結果に基いて照射光の強度を
フィードバック制御することが可能な光照射炉を提供す
ることを目的とし、その構成は、金属板もしくは金属薄
膜に、一対の金属ワイヤー例えば熱電対を構成する一対
の“金属ワイヤーの各端部を接続して一体の感熱素子を
形成し、これを透光容器内に入れて、半導体ウエノ・−
を照射する光もしくはその一部を受けて変化する該感熱
素子の電気信号により照射光の強度を制御することを一
部とする。
以下に図面に示す実施例に羞いて本発明を説明する０
第１図、第２図に示すように、炉内の上面と下面には、
８５０Ｗのハロゲンランプ２がそれぞれ１２本づつ平面
状で密に並べられ、その背部には反射部材５が設けられ
てランプ２よりの発光が加熱空間５に向けて照射される
ようになっている。側方にも副反射部材４が設けられて
いるが、反射部材５、副反射部材４の内部には冷却水路
が設けられて水冷されている。加熱空間５には石英ガラ
ス製の反応容器６が配置され、その内部中央には被処理
物である半導体ウェハー７が石英製の支持具８で支持さ
れている。そして反応容器６内の下方には感熱素子１が
配置され、そのリード線１５が制御部９に接続されてお
り、感熱素子１よりの電気信号が制御部９にインプット
され、それに基いてランプ２への供給電力が制御される
。
８５０Ｗのハロゲンランプ２がそれぞれ１２本づつ平面
状で密に並べられ、その背部には反射部材５が設けられ
てランプ２よりの発光が加熱空間５に向けて照射される
ようになっている。側方にも副反射部材４が設けられて
いるが、反射部材５、副反射部材４の内部には冷却水路
が設けられて水冷されている。加熱空間５には石英ガラ
ス製の反応容器６が配置され、その内部中央には被処理
物である半導体ウェハー７が石英製の支持具８で支持さ
れている。そして反応容器６内の下方には感熱素子１が
配置され、そのリード線１５が制御部９に接続されてお
り、感熱素子１よりの電気信号が制御部９にインプット
され、それに基いてランプ２への供給電力が制御される
。
第６図は感熱素子１の構成を示すが、一対のワイヤー１
１ 、１１４’ｉ：直径Ｑ、！１日ｆの白金−白金ロジ
ウムの熱電対からなり、各端部は、６ＩＩＩＩ角、厚さ
０．１ｆｉのニッケル製金属板１２に接続されて、一体
となっている。ワイヤー１１はセラミック製絶縁管１６
に覆れているが、これらは石英管からなる透光容器１４
内に圧力５００ｗＨｆのアルゴンガスとともに気密に封
入され、封止部１４ａよりリード線１５が引き出されて
いる。
１ 、１１４’ｉ：直径Ｑ、！１日ｆの白金−白金ロジ
ウムの熱電対からなり、各端部は、６ＩＩＩＩ角、厚さ
０．１ｆｉのニッケル製金属板１２に接続されて、一体
となっている。ワイヤー１１はセラミック製絶縁管１６
に覆れているが、これらは石英管からなる透光容器１４
内に圧力５００ｗＨｆのアルゴンガスとともに気密に封
入され、封止部１４ａよりリード線１５が引き出されて
いる。
而して、ランプ２に通電して発光させると半導体ウェハ
ー７が昇温するが、同時に感熱素子１内の金城板１２も
加熱され、ワイヤー１１が熱電対を構成する場合には加
熱温間に相当する起電力が生じて測温される。そして、
一対の金属ワイヤーの端部を接続する金属板が、石英基
板上のいわゆる金属薄膜であっても、昇温にともなう金
私薄膜の抵抗値の変化を検出することにより同様に再現
性よく測温できる。そして、この側温結果と設定温度と
の偏位に応じた電気信号が制御部９よりアウトプットさ
れてランプ電力が制御され、所定の温度曲線に従って半
導体ウェハー７が加熱される。
ー７が昇温するが、同時に感熱素子１内の金城板１２も
加熱され、ワイヤー１１が熱電対を構成する場合には加
熱温間に相当する起電力が生じて測温される。そして、
一対の金属ワイヤーの端部を接続する金属板が、石英基
板上のいわゆる金属薄膜であっても、昇温にともなう金
私薄膜の抵抗値の変化を検出することにより同様に再現
性よく測温できる。そして、この側温結果と設定温度と
の偏位に応じた電気信号が制御部９よりアウトプットさ
れてランプ電力が制御され、所定の温度曲線に従って半
導体ウェハー７が加熱される。
これは、光照射炉の設計製作後にワエノ・−加熱温既も
しくは光出力と感熱素子の電気信号との相関関係をめて
おけば、感熱素子の電気信号で光出力もしくはウェハ一
温度を制御できるからである。
しくは光出力と感熱素子の電気信号との相関関係をめて
おけば、感熱素子の電気信号で光出力もしくはウェハ一
温度を制御できるからである。
この様に本発明のセンサーは、金属ワイヤー１１の端部
を溶接などにより薄くて広い金属板１２と一体に接続し
て感熱素子としたので、従来の熱電対の接点に比べて、
熱容量を小さくするよう配慮しながら光を受ける面積が
大きく、ワイヤー１１を伝導して逃げる熱量の影響も小
さくなって素早く温度変化するので、応答性が良くて正
確に測温できる。また、金属板１２とワイヤー１１を透
光容器１４内に刺止したので、これらが被処理物を汚染
することが全くなく、またＪ透光容器１４内を真空に排
気するか、非酸化性ガスが充填された状態にすれば、金
属板１２が酸化することがなくて性能は劣化せず、更に
は、真空ないしは充填される非酸化ガスの８１を選定す
ることによって熱応答性を制御できる。なぜならば、真
空にすると昇温特性は良くなるが冷却特性が遅くなり、
ガスを充填すると逆に冷却特性が良くなり、ガスの種類
によってもその特性が変化するからである。
を溶接などにより薄くて広い金属板１２と一体に接続し
て感熱素子としたので、従来の熱電対の接点に比べて、
熱容量を小さくするよう配慮しながら光を受ける面積が
大きく、ワイヤー１１を伝導して逃げる熱量の影響も小
さくなって素早く温度変化するので、応答性が良くて正
確に測温できる。また、金属板１２とワイヤー１１を透
光容器１４内に刺止したので、これらが被処理物を汚染
することが全くなく、またＪ透光容器１４内を真空に排
気するか、非酸化性ガスが充填された状態にすれば、金
属板１２が酸化することがなくて性能は劣化せず、更に
は、真空ないしは充填される非酸化ガスの８１を選定す
ることによって熱応答性を制御できる。なぜならば、真
空にすると昇温特性は良くなるが冷却特性が遅くなり、
ガスを充填すると逆に冷却特性が良くなり、ガスの種類
によってもその特性が変化するからである。
次に、実除に測温精度を調査した結果を示せば、アルゴ
ンガスを充填した前記の実施例において、被処理物を厚
さ０．５＋ａ＋、直径４インチのシリコンウェハーとし
、立上りを約り００℃／就の速度で昇温したときに、感
熱素子１で検出した立上りの昇温特性は約１６０℃２４
戎を示し、十分に速い応答性と高い相関性が確認でき、
降温時も速い応答性を示した。そして電力負荷を一定に
して保持したときは被処理物の温度と感熱素子１による
検出温度とは直線的な相関関係を示し、かつ４１ｉ男性
も良好であった。従って、感熱素子１よりの電気信号は
半導体ウェハー７の温度に忠実に応答し、予め相関関係
をめておけばこれに基いてランプ電力が制御されるので
、半導体ウエノ・−７を常に所定の温度曲線に従って加
熱することができる。
ンガスを充填した前記の実施例において、被処理物を厚
さ０．５＋ａ＋、直径４インチのシリコンウェハーとし
、立上りを約り００℃／就の速度で昇温したときに、感
熱素子１で検出した立上りの昇温特性は約１６０℃２４
戎を示し、十分に速い応答性と高い相関性が確認でき、
降温時も速い応答性を示した。そして電力負荷を一定に
して保持したときは被処理物の温度と感熱素子１による
検出温度とは直線的な相関関係を示し、かつ４１ｉ男性
も良好であった。従って、感熱素子１よりの電気信号は
半導体ウェハー７の温度に忠実に応答し、予め相関関係
をめておけばこれに基いてランプ電力が制御されるので
、半導体ウエノ・−７を常に所定の温度曲線に従って加
熱することができる。
以上説明したように、本発明の光照射炉は、金属板もし
くは金属薄膜に、一対の金属ワイヤー例えば熱電対を構
成する一対のワイヤーの各端部を接続して一体の感熱素
子を形成し、これを透光容器内に入れて半導体ウエノ・
−を照射する光もしくはその一部を受けて変化する該感
熱素子の電気信号により照射光の強度を制御するように
したので、被処理物を汚染することがなく、応答性と制
御精度が良くて、その測定結果に基いて照射光の強度を
フィードバックしてウエノ・−の温度もしくはランプの
光出力を精度よく制御することが可能な光照射炉を提供
することができる。
くは金属薄膜に、一対の金属ワイヤー例えば熱電対を構
成する一対のワイヤーの各端部を接続して一体の感熱素
子を形成し、これを透光容器内に入れて半導体ウエノ・
−を照射する光もしくはその一部を受けて変化する該感
熱素子の電気信号により照射光の強度を制御するように
したので、被処理物を汚染することがなく、応答性と制
御精度が良くて、その測定結果に基いて照射光の強度を
フィードバックしてウエノ・−の温度もしくはランプの
光出力を精度よく制御することが可能な光照射炉を提供
することができる。
第１図は本発明実施例の正面断面図、第２図は同じく側
面断面図、第６図は感熱素子の平面図である。 １・・・感熱素子 ２・・・ランプ ６・・・反射部材
５・・・加熱空間 ６・・・反応容器 ７・−・半孟伏ウェハー ９・・・制御部１１・・・ワ
イヤー １２・・・金属板１４・・・透光容器 出願人 ウシオ電機株式会社 代理人 弁理士 田原寅之助
面断面図、第６図は感熱素子の平面図である。 １・・・感熱素子 ２・・・ランプ ６・・・反射部材
５・・・加熱空間 ６・・・反応容器 ７・−・半孟伏ウェハー ９・・・制御部１１・・・ワ
イヤー １２・・・金属板１４・・・透光容器 出願人 ウシオ電機株式会社 代理人 弁理士 田原寅之助
Claims (1)
- 金属板もしくは金属薄膜に、一対の金属ワイヤーの各端
部を接続して一体の感熱素子を形成し、これを透光容器
内に入れて、半導体ウェハーを照射する光もしくはその
一部を受けて変化する該感熱素子の電気信号により照射
光の強度を制御することを特徴とする光照射炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14441683A JPS6037116A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 光照射炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14441683A JPS6037116A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 光照射炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037116A true JPS6037116A (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=15361662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14441683A Pending JPS6037116A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 光照射炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037116A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH03273619A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-04 | Tokyo Electron Sagami Ltd | 縦型熱処理装置 |
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1983
- 1983-08-09 JP JP14441683A patent/JPS6037116A/ja active Pending
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