JPS63271922A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JPS63271922A JPS63271922A JP10511287A JP10511287A JPS63271922A JP S63271922 A JPS63271922 A JP S63271922A JP 10511287 A JP10511287 A JP 10511287A JP 10511287 A JP10511287 A JP 10511287A JP S63271922 A JPS63271922 A JP S63271922A
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- Japan
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- wafer
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- Pending
Links
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- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 abstract description 23
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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】
産業上の利用分野
本発明は高温で温度の均一性が良く、しかも被処理物へ
の熱衝撃の少ない熱処理装置に関するものである。
の熱衝撃の少ない熱処理装置に関するものである。
従来の技術
半導体工業においては、従来、互英管を用いた横長の電
気炉で熱処理するのが一般的であった。
気炉で熱処理するのが一般的であった。
しかしながら、不純物拡散層を浅く形成する等の目的で
短時間でかつ９００℃から１０６０℃前後の熱処理を行
う必要性があり、ハロゲンランプ等を用いたランプアニ
ール装置の検討が行なわれている。
短時間でかつ９００℃から１０６０℃前後の熱処理を行
う必要性があり、ハロゲンランプ等を用いたランプアニ
ール装置の検討が行なわれている。
半導体集積回路プロセスの特殊な用途では１１５０℃か
ら１３００℃という従来に比べてはるかに高温の熱処理
を必要とする場合がある。この場合には従来の電気炉で
はヒータの寿命や石英管の変形、強度劣化等の問題があ
り、また電力消費の面からも実用的ではない。このため
、１１００℃を超える高温熱処理にはランプアニール装
置が一般に用いられてきた。
ら１３００℃という従来に比べてはるかに高温の熱処理
を必要とする場合がある。この場合には従来の電気炉で
はヒータの寿命や石英管の変形、強度劣化等の問題があ
り、また電力消費の面からも実用的ではない。このため
、１１００℃を超える高温熱処理にはランプアニール装
置が一般に用いられてきた。
第３図は従来のランプアニール装置を示したものである
。石英チャンバ１中に設置された支持台２上にＳｌ
ウェハ３を載置し、ハロゲンランプ４からの光により加
熱する。チャンバ１内は通常Ｎ２やムｒ等の不活性ガス
で充たされる。
。石英チャンバ１中に設置された支持台２上にＳｌ
ウェハ３を載置し、ハロゲンランプ４からの光により加
熱する。チャンバ１内は通常Ｎ２やムｒ等の不活性ガス
で充たされる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記の様な構造では、１０００℃以上で数
分間の熱処理を行なうとＳｉ ウェハ３の周辺部に目
視で確認できるスリップラインを生じ、最悪の場合には
ウェハ３が歪に耐え切れず割れてしまうという問題があ
った。また、Ｓｉ クエハ３面内の温度分布が不均一
なため、半導体装置として完成した場合にウニ・・の中
心部付近しか良品が得られないという問題があった。
分間の熱処理を行なうとＳｉ ウェハ３の周辺部に目
視で確認できるスリップラインを生じ、最悪の場合には
ウェハ３が歪に耐え切れず割れてしまうという問題があ
った。また、Ｓｉ クエハ３面内の温度分布が不均一
なため、半導体装置として完成した場合にウニ・・の中
心部付近しか良品が得られないという問題があった。
この原因としては
（１） Ｓｉ ウェノ・が短時間の間に１００ｏ℃
以上の昇温、降温にさらされること（急熱急冷）。
以上の昇温、降温にさらされること（急熱急冷）。
（２） Ｓｉ ウェノ・が直接ランプにより昇温さ
れるため、ウェノ・と支持台の接触の良好な部分とそう
でない部分での温度差が大きくなり、これによりウェハ
に歪を生じスリップラインや割れを生じること。
れるため、ウェノ・と支持台の接触の良好な部分とそう
でない部分での温度差が大きくなり、これによりウェハ
に歪を生じスリップラインや割れを生じること。
の２点が強く作用しているものと考えられる。
本発明では、かかる点に鑑み、１１００℃以上の高温熱
処理に於てもウエノ・上の温度の均一性が良好で、スリ
ップラインや割れ等の欠陥発生の少ない処理装置を提供
することを目的とするものである。
処理に於てもウエノ・上の温度の均一性が良好で、スリ
ップラインや割れ等の欠陥発生の少ない処理装置を提供
することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は試料台と、この試料台を囲むように配された筒
形状の加熱機構と、その試料台に垂直方向上に設置され
たランプ加熱機構とを備えた熱処理装置とすることによ
り、先の問題点の解決を図るものである。
形状の加熱機構と、その試料台に垂直方向上に設置され
たランプ加熱機構とを備えた熱処理装置とすることによ
り、先の問題点の解決を図るものである。
作用
本発明では試料台を囲む筒形状加熱機構によってあらか
じめウェノ・をたとえば９００℃前後に昇温し、しかる
のちランプ加熱機構によってたとえば１１００℃から１
０００℃まで昇温するという手順で熱処理を行うため、
均一な温度分布を常に得ることができるとともに除熱徐
冷を従来の電気炉と同様に行なうことができるため、従
来の装置での様なウェハへの欠陥発生をなくすことがで
きる。またチャンバ内を減圧することにより、対流を減
少し温度分布の不均一性をさらに小さくしている。
じめウェノ・をたとえば９００℃前後に昇温し、しかる
のちランプ加熱機構によってたとえば１１００℃から１
０００℃まで昇温するという手順で熱処理を行うため、
均一な温度分布を常に得ることができるとともに除熱徐
冷を従来の電気炉と同様に行なうことができるため、従
来の装置での様なウェハへの欠陥発生をなくすことがで
きる。またチャンバ内を減圧することにより、対流を減
少し温度分布の不均一性をさらに小さくしている。
実施例
以下に本発明の一実施例について図面とともに説明する
。第１図は本発明の第１の実施例における高温熱処理装
置の断面斜視図である。円筒形状の石英チャンバ１ａ内
に石英またはＳｉＣ製の試料台２によってＳｉ ウェ
ノ・３を保持する構造となっている。ノ・コゲ／ランプ
４から出た可視光及び赤外光は石英窓６を通してＳｌ
ウエノ・３に照射され、Ｓｉ に吸収され熱に変わる
。Ｓｌ ウエノ・３は試料台２の垂直上方に設けたノ
・ロゲンランプ４から熱せられるとともに、円筒状にチ
ャンバ１１Ｌを取り囲むヒータ６により熱せられる。冷
却器７の内面は反射鏡となっており熱線を反射してＳｉ
ウニ・・３の温度上昇に役立つとともに、熱の外部
への漏れを防止している。チャンバ１ａにはガス導入口
８から、Ｎ２．ムｒの不活性ガスや必要に応じてＮ２等
の還元性ガスが導入される。またチャンバ１＆内は排気
口９の排気速度を制御することにより、圧力制御されて
おり、通常は対流による温度の不均一を防止するため１
から数１ Ｑ ’ｒｏｒｒに保たれる。この装置を酸素
イオン注入して埋込み酸化膜を形成する際の熱処理に適
用した。酸素イオン注入はエネルギー２００ ＫｅＶで
１．６から２．５ Ｘ １０１８ｄｏｓｅ／ｉ 、基板
温度約６００℃で行った。この試料を本装置に入れ、第
１ステツプは１０ Ｔｏｒｒ Ｎ２中にて１２５０℃で
６０分、第２ステツプはＡｒベースのｓ ％ Ｎ２
ガス中にて同じ（１２５０℃で６０分熱処理したのち、
Ｎ２ ガス中で降温した。
。第１図は本発明の第１の実施例における高温熱処理装
置の断面斜視図である。円筒形状の石英チャンバ１ａ内
に石英またはＳｉＣ製の試料台２によってＳｉ ウェ
ノ・３を保持する構造となっている。ノ・コゲ／ランプ
４から出た可視光及び赤外光は石英窓６を通してＳｌ
ウエノ・３に照射され、Ｓｉ に吸収され熱に変わる
。Ｓｌ ウエノ・３は試料台２の垂直上方に設けたノ
・ロゲンランプ４から熱せられるとともに、円筒状にチ
ャンバ１１Ｌを取り囲むヒータ６により熱せられる。冷
却器７の内面は反射鏡となっており熱線を反射してＳｉ
ウニ・・３の温度上昇に役立つとともに、熱の外部
への漏れを防止している。チャンバ１ａにはガス導入口
８から、Ｎ２．ムｒの不活性ガスや必要に応じてＮ２等
の還元性ガスが導入される。またチャンバ１＆内は排気
口９の排気速度を制御することにより、圧力制御されて
おり、通常は対流による温度の不均一を防止するため１
から数１ Ｑ ’ｒｏｒｒに保たれる。この装置を酸素
イオン注入して埋込み酸化膜を形成する際の熱処理に適
用した。酸素イオン注入はエネルギー２００ ＫｅＶで
１．６から２．５ Ｘ １０１８ｄｏｓｅ／ｉ 、基板
温度約６００℃で行った。この試料を本装置に入れ、第
１ステツプは１０ Ｔｏｒｒ Ｎ２中にて１２５０℃で
６０分、第２ステツプはＡｒベースのｓ ％ Ｎ２
ガス中にて同じ（１２５０℃で６０分熱処理したのち、
Ｎ２ ガス中で降温した。
スタンバイ温度は９００℃とし、昇温、降温は約り０℃
／分 の除熱、徐冷とした。従来装置で見られたウエノ
・周辺のスリップラインは見られず、また、表面Ｓｉ層
中の転位密度も従来の約１ｏ ｌｔｒ＆から１桁から２
桁の減少が見られた。
／分 の除熱、徐冷とした。従来装置で見られたウエノ
・周辺のスリップラインは見られず、また、表面Ｓｉ層
中の転位密度も従来の約１ｏ ｌｔｒ＆から１桁から２
桁の減少が見られた。
第２図は本発明の第２の実施例における高温熱処理装置
の断面斜視図である。筒形状の石英チャンバ１ｂ内の石
英試料台２によってウェハ３が保持される。ウェハ３は
その垂直方向に設置されたハロゲンランプ４から照射さ
れた石英窓５を通ってくる熱線により加熱される。さら
に、ウェハ３は石英窓６部分を除いてチャンバ１ｂの周
囲からヒータ６により熱せられる。チャンバ内は排気速
度制御により圧力制御され、ウェハ内温度分布の均一性
を高めている。この配置は試料台２を石英チャンバ１ｂ
上に置くことができるだめ、挿入機構を簡単にできる。
の断面斜視図である。筒形状の石英チャンバ１ｂ内の石
英試料台２によってウェハ３が保持される。ウェハ３は
その垂直方向に設置されたハロゲンランプ４から照射さ
れた石英窓５を通ってくる熱線により加熱される。さら
に、ウェハ３は石英窓６部分を除いてチャンバ１ｂの周
囲からヒータ６により熱せられる。チャンバ内は排気速
度制御により圧力制御され、ウェハ内温度分布の均一性
を高めている。この配置は試料台２を石英チャンバ１ｂ
上に置くことができるだめ、挿入機構を簡単にできる。
この装置を用いて酸素イオン注入した試料を１２６０℃
にて熱処理した結果、スリップラインは認められなかっ
た。
にて熱処理した結果、スリップラインは認められなかっ
た。
発明の効果
本発明の加熱装置を用いることにより、１１００℃から
１３００℃程度の高温においても均一性良くしかも除熱
徐冷によりウェノ・の熱処理ができる本装置を酸素イオ
ン注入したＳｉの熱処理に用いれば、ウェハ周辺にスリ
ップラインのない、転位密度の低い埋込み酸化膜を有す
るＳＯＩ構造を形成できる。なお、本発明の装置は特に
１０００℃以上での温度均一性を考慮したものであるが
、それ以下の温度で用いても本発明装置の良好な特性が
得られることは言うまでもない。
１３００℃程度の高温においても均一性良くしかも除熱
徐冷によりウェノ・の熱処理ができる本装置を酸素イオ
ン注入したＳｉの熱処理に用いれば、ウェハ周辺にスリ
ップラインのない、転位密度の低い埋込み酸化膜を有す
るＳＯＩ構造を形成できる。なお、本発明の装置は特に
１０００℃以上での温度均一性を考慮したものであるが
、それ以下の温度で用いても本発明装置の良好な特性が
得られることは言うまでもない。
第１図は本発明による熱処理装置の第１の実施例を示す
断面斜視図、第２図は本発明による熱処理装置の第２の
実施例を示す断面斜視図、第３図は従来の高温熱処理装
置の断面図である。 １！Ｌ、１ｂ・・・・・・石英チャンバ、２・・・・・
・試料台、３・・・・・・Ｓｉウェハ、４・・・・・・
ハロケンランプ、６・・・・・・石英窓、６・・・・・
・ヒータ、９・・・・・・排気口。
断面斜視図、第２図は本発明による熱処理装置の第２の
実施例を示す断面斜視図、第３図は従来の高温熱処理装
置の断面図である。 １！Ｌ、１ｂ・・・・・・石英チャンバ、２・・・・・
・試料台、３・・・・・・Ｓｉウェハ、４・・・・・・
ハロケンランプ、６・・・・・・石英窓、６・・・・・
・ヒータ、９・・・・・・排気口。
Claims (1)
- 試料台と、この試料台を囲むように配された筒形状の
加熱機構と、前記試料台の垂直方向上に設置されたラン
プ加熱機構とを備えてなる熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10511287A JPS63271922A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10511287A JPS63271922A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63271922A true JPS63271922A (ja) | 1988-11-09 |
Family
ID=14398755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10511287A Pending JPS63271922A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63271922A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02249228A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-05 | Nec Corp | 短時間熱処理方法 |
| JPH02249227A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-05 | Nec Corp | 短時間熱処理方法 |
| JPH03116828A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-17 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハの熱処理装置 |
| WO2002047137A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Sony Corporation | Procede de formation de couche mince a semi-conducteur, procedes de production pour dispositif a semi-conducteur et dispositif electrooptique, dispositifs utilises dans ces procedes, dispositif a semi-conducteur et dispositif electrooptique |
| JP2009272633A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Siltronic Ag | エピタキシャル被覆された半導体ウェハの製造方法 |
-
1987
- 1987-04-28 JP JP10511287A patent/JPS63271922A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02249228A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-05 | Nec Corp | 短時間熱処理方法 |
| JPH02249227A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-05 | Nec Corp | 短時間熱処理方法 |
| JPH03116828A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-17 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハの熱処理装置 |
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| US7183229B2 (en) | 2000-12-08 | 2007-02-27 | Sony Corporation | Semiconductor thin film forming method, production methods for semiconductor device and electrooptical device, devices used for these methods, and semiconductor device and electrooptical device |
| JP2009272633A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Siltronic Ag | エピタキシャル被覆された半導体ウェハの製造方法 |
| US9240316B2 (en) | 2008-05-09 | 2016-01-19 | Siltronic Ag | Method for producing an epitaxially coated semiconductor wafer |
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