JPH0136976B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0136976B2 JPH0136976B2 JP59056290A JP5629084A JPH0136976B2 JP H0136976 B2 JPH0136976 B2 JP H0136976B2 JP 59056290 A JP59056290 A JP 59056290A JP 5629084 A JP5629084 A JP 5629084A JP H0136976 B2 JPH0136976 B2 JP H0136976B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- silicon substrate
- silicon
- film
- quartz glass
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2902—Materials being Group IVA materials
- H10P14/2905—Silicon, silicon germanium or germanium
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体加熱方法に係わり、特に半導
体基板を一方向からの熱輻射により加熱する半導
体加熱方法の改良に関する。
体基板を一方向からの熱輻射により加熱する半導
体加熱方法の改良に関する。
周知の如く、半導体装置の製造工程において
は、再結晶化や拡散等のために種々の加熱工程が
用いられている。特に、半導体基板上に形成され
た絶縁膜上のシリコン層をレーザ若しくは電子ビ
ームでアニールする工程においては、ビーム出力
の足りない分を補うため或いはアニールにおける
空間的均一性を増すといつた要請から、予めビー
ム照射前からヒータ等によつて半導体基板をビー
ム照射されない面方向から加熱し昇温しておく方
法が用いられている。
は、再結晶化や拡散等のために種々の加熱工程が
用いられている。特に、半導体基板上に形成され
た絶縁膜上のシリコン層をレーザ若しくは電子ビ
ームでアニールする工程においては、ビーム出力
の足りない分を補うため或いはアニールにおける
空間的均一性を増すといつた要請から、予めビー
ム照射前からヒータ等によつて半導体基板をビー
ム照射されない面方向から加熱し昇温しておく方
法が用いられている。
このような半導体加熱方法としては、従来第１
図に示す如くシリコン基板１の下面側にヒータ２
を配置し、ヒータ２からの熱輻射により基板１を
加熱するのが一般的である。ここで、基板１の上
面には図示しないが、絶縁膜を介して多結晶若し
くは非晶質のシリコン層が形成されており、レー
ザや電子ビーム等は基板１の上方から照射され
る。また、図中３はヒータ２を支持する支持具を
示している。ヒータ２を通電すると、ヒータ２か
ら熱輻射エネルギーが放射される。シリコン基板
１は、この熱輻射エネルギーを吸収し、これを電
子のエネルギーに変換することによつて昇温され
ることになる。
図に示す如くシリコン基板１の下面側にヒータ２
を配置し、ヒータ２からの熱輻射により基板１を
加熱するのが一般的である。ここで、基板１の上
面には図示しないが、絶縁膜を介して多結晶若し
くは非晶質のシリコン層が形成されており、レー
ザや電子ビーム等は基板１の上方から照射され
る。また、図中３はヒータ２を支持する支持具を
示している。ヒータ２を通電すると、ヒータ２か
ら熱輻射エネルギーが放射される。シリコン基板
１は、この熱輻射エネルギーを吸収し、これを電
子のエネルギーに変換することによつて昇温され
ることになる。
しかしながら、この種の方法にあつては次のよ
うな問題があつた。即ち、シリコンのバンドギヤ
ツプは1.1〔eV〕であるため、シリコンは1.1〔eV〕
より大きいエネルギーを持つた光子しか吸収しな
い。一方、ヒータ２から放射される熱輻射のスペ
クトルはヒータ２の温度によつて決定されるが、
多くの場合スペクトルのエネルギー分布は1.1
〔eV〕よりもかなり低い方にある。このため、シ
リコン基板１に吸収される熱エネルギーはヒータ
２の発生する熱輻射の一部であり、エネルギーの
吸収効率が悪くシリコン基板１を高温にするのは
難しく、特に真空中では500〔℃〕以上に昇温する
のは困難であつた。また、シリコンの熱伝導があ
まり良くないので、シリコン基板１の温度を均一
にするのが難しく、シリコン基板１の中心部と末
端部とで20〔％〕以上もの温度不均一性が発生し
ていた。
うな問題があつた。即ち、シリコンのバンドギヤ
ツプは1.1〔eV〕であるため、シリコンは1.1〔eV〕
より大きいエネルギーを持つた光子しか吸収しな
い。一方、ヒータ２から放射される熱輻射のスペ
クトルはヒータ２の温度によつて決定されるが、
多くの場合スペクトルのエネルギー分布は1.1
〔eV〕よりもかなり低い方にある。このため、シ
リコン基板１に吸収される熱エネルギーはヒータ
２の発生する熱輻射の一部であり、エネルギーの
吸収効率が悪くシリコン基板１を高温にするのは
難しく、特に真空中では500〔℃〕以上に昇温する
のは困難であつた。また、シリコンの熱伝導があ
まり良くないので、シリコン基板１の温度を均一
にするのが難しく、シリコン基板１の中心部と末
端部とで20〔％〕以上もの温度不均一性が発生し
ていた。
本発明の目的は、半導体基板を熱効率良く高い
温度に昇温することができ、且つ半導体基板の温
度分布を均一化することができ、絶縁膜上半導体
層のビームアニール等に好適する半導体加熱方法
を提供することにある。
温度に昇温することができ、且つ半導体基板の温
度分布を均一化することができ、絶縁膜上半導体
層のビームアニール等に好適する半導体加熱方法
を提供することにある。
本発明の骨子は、熱輻射により半導体基板を直
接加熱する代りに、基板材料よりエネルギー吸収
効率の高い被膜を熱輻射により加熱し、この被膜
から絶縁膜を介して熱伝導により半導体基板を加
熱することにある。
接加熱する代りに、基板材料よりエネルギー吸収
効率の高い被膜を熱輻射により加熱し、この被膜
から絶縁膜を介して熱伝導により半導体基板を加
熱することにある。
即ち本発明は、シリコン基板の表面にシリコン
酸化膜を介して設けられた多結晶若しくは非晶質
シリコン層上に電子ビームを照射すると共に、前
記シリコン基板の裏面から熱を輻射して該基板を
加熱する半導体加熱方法において、前記基板の裏
面側に石英ガラス膜を介して金属被膜を形成し、
前記熱の輻射により前記金属被膜を加熱して該被
膜からの熱伝導により前記石英ガラス膜を介して
前記シリコン基板を加熱するようにした方法であ
る。
酸化膜を介して設けられた多結晶若しくは非晶質
シリコン層上に電子ビームを照射すると共に、前
記シリコン基板の裏面から熱を輻射して該基板を
加熱する半導体加熱方法において、前記基板の裏
面側に石英ガラス膜を介して金属被膜を形成し、
前記熱の輻射により前記金属被膜を加熱して該被
膜からの熱伝導により前記石英ガラス膜を介して
前記シリコン基板を加熱するようにした方法であ
る。
本発明によれば、金属被膜はバンドギヤツプが
シリコン基板のそれより小さく、且つ熱伝導が良
いので、ヒータ等からの熱輻射により金属被膜を
効率良く加熱し、且つ加熱温度を面内に均一にす
ることができ、しかも金属被膜とシリコン基板の
間には熱伝導が悪い石英ガラス膜がそれぞれ密着
して介在されているため、熱効率良く十分高い温
度に昇温された金属被膜の面内温度分布は石英ガ
ラス膜によつて更に緩やかなものとなつてシリコ
ン基板に伝え、シリコン基板の面内の温度分布を
いつそう均一化することができる。
シリコン基板のそれより小さく、且つ熱伝導が良
いので、ヒータ等からの熱輻射により金属被膜を
効率良く加熱し、且つ加熱温度を面内に均一にす
ることができ、しかも金属被膜とシリコン基板の
間には熱伝導が悪い石英ガラス膜がそれぞれ密着
して介在されているため、熱効率良く十分高い温
度に昇温された金属被膜の面内温度分布は石英ガ
ラス膜によつて更に緩やかなものとなつてシリコ
ン基板に伝え、シリコン基板の面内の温度分布を
いつそう均一化することができる。
また本発明ではシリコン基板を挟んで表面と裏
面にそれぞれ熱膨張率の近い材質が配設されてい
る、即ちシリコン酸化膜と石英ガラス膜、多結晶
と若しくは非晶質シリコンとタングステン等の金
属被膜が配設されているため、表面側から電子ビ
ームを照射し、裏面側からヒータ加熱を行なつて
もシリコン基板が歪むことがない。
面にそれぞれ熱膨張率の近い材質が配設されてい
る、即ちシリコン酸化膜と石英ガラス膜、多結晶
と若しくは非晶質シリコンとタングステン等の金
属被膜が配設されているため、表面側から電子ビ
ームを照射し、裏面側からヒータ加熱を行なつて
もシリコン基板が歪むことがない。
さらに本発明によれば、金属被膜とシリコン基
板の間に石英ガラス膜が介在されているため、金
属被膜を十分に加熱しても金属被膜とシリコン基
板の間で化学反応を生ずることがない。
板の間に石英ガラス膜が介在されているため、金
属被膜を十分に加熱しても金属被膜とシリコン基
板の間で化学反応を生ずることがない。
第２図は本発明の一実施例方法を説明するため
の断面図である。なお、第１図と同一部分には同
一符号を付して、その詳しい説明は省略する。半
導体基板１としては単結晶シリコン基板を用い
た、この基板１の上面にはシリコン酸化膜（図示
せず）を介して多結晶若しくは非晶質のシリコン
層（図示せず）が形成されているものとする。
の断面図である。なお、第１図と同一部分には同
一符号を付して、その詳しい説明は省略する。半
導体基板１としては単結晶シリコン基板を用い
た、この基板１の上面にはシリコン酸化膜（図示
せず）を介して多結晶若しくは非晶質のシリコン
層（図示せず）が形成されているものとする。
上記基板１の下面に、厚さ１〔μm〕のタングス
テン膜（被膜）４が蒸着された表面の荒い厚さ
0.5〔mm〕の石英ガラス板（絶縁膜）５をタングス
テン膜４側を下にして密着した。次いで、基板１
及びヒータ２等を前記した関係で電子ビームアニ
ール装置の真空容器内に配置し、ヒータ２を通電
加熱した。このとき、外部雰囲気が真空であるた
め、ヒータ２により発生される熱エネルギーは熱
輻射のみとなる。熱輻射エネルギーはタングステ
ン膜４に照射されると、該膜４のついているガラ
ス面が荒いので、その殆どがタングステン膜４中
に吸収される。また、タングステン膜４の熱伝導
率が高いので、石英ガラス板５の下面は空間的に
均一の温度を保ちながら熱エネルギーをシリコン
基板１に伝導する。このため、シリコン基板１は
空間的に均一な熱エネルギーがその下面より与え
られることになり、これにより温度の不均一性を
数〔％〕以内に抑えながらシリコン基板１は高温
に加熱されることになる。
テン膜（被膜）４が蒸着された表面の荒い厚さ
0.5〔mm〕の石英ガラス板（絶縁膜）５をタングス
テン膜４側を下にして密着した。次いで、基板１
及びヒータ２等を前記した関係で電子ビームアニ
ール装置の真空容器内に配置し、ヒータ２を通電
加熱した。このとき、外部雰囲気が真空であるた
め、ヒータ２により発生される熱エネルギーは熱
輻射のみとなる。熱輻射エネルギーはタングステ
ン膜４に照射されると、該膜４のついているガラ
ス面が荒いので、その殆どがタングステン膜４中
に吸収される。また、タングステン膜４の熱伝導
率が高いので、石英ガラス板５の下面は空間的に
均一の温度を保ちながら熱エネルギーをシリコン
基板１に伝導する。このため、シリコン基板１は
空間的に均一な熱エネルギーがその下面より与え
られることになり、これにより温度の不均一性を
数〔％〕以内に抑えながらシリコン基板１は高温
に加熱されることになる。
かくして本実施例方法によれば、真空中におい
てもシリコン基板１を高温（700℃以上）に昇温
することができ、且つ基板１の温度分布を数
〔％〕以内に抑えることができる。このため、電
子ビームの出力を十分小さくしてもシリコン基板
１上のシリコン層を均一にアニールすることがで
きた。
てもシリコン基板１を高温（700℃以上）に昇温
することができ、且つ基板１の温度分布を数
〔％〕以内に抑えることができる。このため、電
子ビームの出力を十分小さくしてもシリコン基板
１上のシリコン層を均一にアニールすることがで
きた。
また、本実施例ではアニール中にシリコン基板
１が歪むようなこともなかつた。
１が歪むようなこともなかつた。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記金属被膜は前記石英ガ
ラス膜に密着させるだけではなく、石英ガラス膜
中に金属材料を粉体として含ませるようにしても
よい。この場合、熱輻射のエネルギーが石英ガラ
ス膜中の粉体に吸収されるため、シリコン基板と
金属被膜との距離を十分に短くすることができ、
基板加熱の応答速度を速めることが可能である。
また、シリコン層のビームアニール中における基
板加熱に限ることなく、半導体装置の製造工程中
における各種の基板加熱工程に適用することが可
能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。
のではない。例えば、前記金属被膜は前記石英ガ
ラス膜に密着させるだけではなく、石英ガラス膜
中に金属材料を粉体として含ませるようにしても
よい。この場合、熱輻射のエネルギーが石英ガラ
ス膜中の粉体に吸収されるため、シリコン基板と
金属被膜との距離を十分に短くすることができ、
基板加熱の応答速度を速めることが可能である。
また、シリコン層のビームアニール中における基
板加熱に限ることなく、半導体装置の製造工程中
における各種の基板加熱工程に適用することが可
能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。
第１図は従来の半導体加熱方法を説明するため
の断面図、第２図は本発明の一実施例方法を説明
するための断面図である。 １…シリコン基板（半導体基板）、２…ヒータ、
３…支持体、４…タングステン膜（被膜）、５…
石英ガラス板（絶縁膜）。
の断面図、第２図は本発明の一実施例方法を説明
するための断面図である。 １…シリコン基板（半導体基板）、２…ヒータ、
３…支持体、４…タングステン膜（被膜）、５…
石英ガラス板（絶縁膜）。
Claims (1)
- １ シリコン基板の表面にシリコン酸化膜を介し
て設けられた多結晶若しくは非晶質シリコン層上
に電子ビームを照射すると共に、前記シリコン基
板の裏面から熱を輻射して該基板を加熱する半導
体加熱方法において、前記基板の裏面側に石英ガ
ラス膜を介して金属被膜を形成し、前記熱の輻射
により前記金属被膜を加熱して該被膜からの熱伝
導により前記石英ガラス膜を介して前記シリコン
基板を加熱することを特徴とする半導体加熱方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59056290A JPS60200517A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 半導体加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59056290A JPS60200517A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 半導体加熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200517A JPS60200517A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0136976B2 true JPH0136976B2 (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=13022965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59056290A Granted JPS60200517A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 半導体加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200517A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62208586A (ja) * | 1986-03-08 | 1987-09-12 | 東京エレクトロン相模株式会社 | 加熱器 |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP59056290A patent/JPS60200517A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60200517A (ja) | 1985-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |