JPH0813026A - 急速熱処理装置 - Google Patents
急速熱処理装置Info
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- JPH0813026A JPH0813026A JP14345094A JP14345094A JPH0813026A JP H0813026 A JPH0813026 A JP H0813026A JP 14345094 A JP14345094 A JP 14345094A JP 14345094 A JP14345094 A JP 14345094A JP H0813026 A JPH0813026 A JP H0813026A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 急速熱処理装置において、裏面に多結晶シリ
コンを有する熱処理ウェハの熱処理に際しても、高精度
の温度制御を可能にする。 【構成】 被処理ウェハ２を加熱するランプ光源４と、
被処理ウェハ２の裏面の温度を測定する放射温度測定手
段としてのパイロメーター１７，１８と、被処理ウェハ
２の温度に基づいてランプ光源４を制御する制御手段２
３と、被処理ウェハ２の裏面の光散乱強度を測定する光
散乱強度測定手段２２とを備え、光散乱強度測定手段２
２により測定された光散乱強度に基づいてパイロメータ
ー１７，１８による被処理ウェハ２の測定温度を補正す
るように構成する。
コンを有する熱処理ウェハの熱処理に際しても、高精度
の温度制御を可能にする。 【構成】 被処理ウェハ２を加熱するランプ光源４と、
被処理ウェハ２の裏面の温度を測定する放射温度測定手
段としてのパイロメーター１７，１８と、被処理ウェハ
２の温度に基づいてランプ光源４を制御する制御手段２
３と、被処理ウェハ２の裏面の光散乱強度を測定する光
散乱強度測定手段２２とを備え、光散乱強度測定手段２
２により測定された光散乱強度に基づいてパイロメータ
ー１７，１８による被処理ウェハ２の測定温度を補正す
るように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハロゲンランプなどに
よるランプ加熱を用いた急速熱処理装置に関する。
よるランプ加熱を用いた急速熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の急速熱処理装置の加熱部
の構成を示す。この急速熱処理装置１は、被処理ウェハ
（例えば半導体ウェハ）２が配される石英製の内管３
と、内管３の外側上部に配された加熱用ランプ光源、例
えばハロゲンランプ４と、内管３及びハロゲンランプ４
を囲うよう配された冷却配管５を有するＳＵＳ製の外管
６とを備えている。
の構成を示す。この急速熱処理装置１は、被処理ウェハ
（例えば半導体ウェハ）２が配される石英製の内管３
と、内管３の外側上部に配された加熱用ランプ光源、例
えばハロゲンランプ４と、内管３及びハロゲンランプ４
を囲うよう配された冷却配管５を有するＳＵＳ製の外管
６とを備えている。
【０００３】被処理ウェハ２は、ゲートバルブ７より内
管３内のホルダー８上にその周辺が支持されるように挿
入配置される。熱処理時には、内管３のガス導入口９よ
り、窒素ガス（Ｎ2 ）又は酸素ガス（Ｏ2 ）が導入さ
れ、内管３内の空気と置換される。１０は排気口であ
る。
管３内のホルダー８上にその周辺が支持されるように挿
入配置される。熱処理時には、内管３のガス導入口９よ
り、窒素ガス（Ｎ2 ）又は酸素ガス（Ｏ2 ）が導入さ
れ、内管３内の空気と置換される。１０は排気口であ
る。
【０００４】ハロゲンランプ４は、被処理ウェハ２全体
を均一に加熱するために複数個配列され、反射板１２に
よって、ハロゲンランプ４からの赤外線を一様に被処理
ウェハ２に向かって放射されるようになされる。外管６
は、供給口１３及び排出口１４を通じて冷却配管５内に
冷却水１５が流れ、冷却効果が得られるように構成され
る。
を均一に加熱するために複数個配列され、反射板１２に
よって、ハロゲンランプ４からの赤外線を一様に被処理
ウェハ２に向かって放射されるようになされる。外管６
は、供給口１３及び排出口１４を通じて冷却配管５内に
冷却水１５が流れ、冷却効果が得られるように構成され
る。
【０００５】一方、この装置１では、早い速度で温度制
御を行う為に、被処理ウェハ２の温度をモニタしながら
ハロゲンランプ４の入力電力を制御するようになされ
る。この為、外管６の外側下部に加熱処理時における被
処理ウェハ２の温度を測定するためのウェハ用パイロメ
ーター１７が配される。このパイロメーター１７は、被
処理ウェハ２の裏面から黒体輻射される赤外線の強度を
検出して被処理ウェハ２の温度を測定するものである。
御を行う為に、被処理ウェハ２の温度をモニタしながら
ハロゲンランプ４の入力電力を制御するようになされ
る。この為、外管６の外側下部に加熱処理時における被
処理ウェハ２の温度を測定するためのウェハ用パイロメ
ーター１７が配される。このパイロメーター１７は、被
処理ウェハ２の裏面から黒体輻射される赤外線の強度を
検出して被処理ウェハ２の温度を測定するものである。
【０００６】ここで、ウェハ用パイロメーター１７は石
英製内管３を通して赤外線強度を検出しているので、石
英製内管３から黒体輻射される赤外線強度も同時に検出
される。従って、石英製内管３からの赤外線強度を検出
する参照用パイロメーター１８を設け、両パイロメータ
ー１７及び１８で測定した温度をＣＰＵ（中央処理装
置）２０に供給し、例えば減算処理してこの被処理ウェ
ハ２の温度を測定するようにしている。
英製内管３を通して赤外線強度を検出しているので、石
英製内管３から黒体輻射される赤外線強度も同時に検出
される。従って、石英製内管３からの赤外線強度を検出
する参照用パイロメーター１８を設け、両パイロメータ
ー１７及び１８で測定した温度をＣＰＵ（中央処理装
置）２０に供給し、例えば減算処理してこの被処理ウェ
ハ２の温度を測定するようにしている。
【０００７】この急速熱処理装置１においては、加熱処
理時に、被処理ウェハ２が内管３に挿入配置され、内管
３が窒素ガス（Ｎ2 ）又は酸素ガス（Ｏ2 ）で十分置換
された後、ハロゲンランプ４に通電されて赤外線が放射
され、被処理ウェハ２に吸収されてその温度が上昇す
る。被処理ウェハ２から黒体輻射される赤外線の強度Ｉ
をウェハ用パイロメーター１７が検出する。
理時に、被処理ウェハ２が内管３に挿入配置され、内管
３が窒素ガス（Ｎ2 ）又は酸素ガス（Ｏ2 ）で十分置換
された後、ハロゲンランプ４に通電されて赤外線が放射
され、被処理ウェハ２に吸収されてその温度が上昇す
る。被処理ウェハ２から黒体輻射される赤外線の強度Ｉ
をウェハ用パイロメーター１７が検出する。
【０００８】ここで、ウィーンの放射則により、温度Ｔ
の黒体から放射される振動数νからν＋ｄνの間の光の
エネルギー密度ρνは、数１で表わされる。
の黒体から放射される振動数νからν＋ｄνの間の光の
エネルギー密度ρνは、数１で表わされる。
【０００９】
【数１】ρν＝（８πν2 ／Ｃ3 ）ｈνｅｘｐ（−ｈν
／ｋＢＴ） （Ｃ：光速、ｈ：プランク常数、ｋＢ：ボルツマン常
数）
／ｋＢＴ） （Ｃ：光速、ｈ：プランク常数、ｋＢ：ボルツマン常
数）
【００１０】数１の関係から、赤外線強度を測定するこ
とによって、被処理ウェハ２の温度が求められる。実際
のウェハ処理においては、黒体輻射からはずれているた
め、
とによって、被処理ウェハ２の温度が求められる。実際
のウェハ処理においては、黒体輻射からはずれているた
め、
【００１１】
【数２】 Ｔ＝Ｃｆ（Ｉ） （Ｃ：常数、ｆ（ｘ）：関数）
【００１２】の形で、熱電対による実測値を用い条件出
しを行い、温度測定の為の常数を決定している。このよ
うにして測定した被処理ウェハの温度を、ＣＰＵ２０を
介してハロゲンランプ４の入力電力を制御している。
しを行い、温度測定の為の常数を決定している。このよ
うにして測定した被処理ウェハの温度を、ＣＰＵ２０を
介してハロゲンランプ４の入力電力を制御している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、急速加熱処
理装置において、被処理ウェハ２の温度をモニタする手
段としては、熱電対を被処理ウェハ２に、条件出し時以
外にも、接触させておく方法があるが、熱電対が高温と
なり、被処理ウェハ２が熱電対自体を構成する金属によ
って汚染される恐れがある。
理装置において、被処理ウェハ２の温度をモニタする手
段としては、熱電対を被処理ウェハ２に、条件出し時以
外にも、接触させておく方法があるが、熱電対が高温と
なり、被処理ウェハ２が熱電対自体を構成する金属によ
って汚染される恐れがある。
【００１４】そこで、金属汚染を避け、非接触で被処理
ウェハ２の温度を測定する手段として、前述したように
物体の黒体輻射を利用するパイロメーター１７による温
度測定が用いられている。
ウェハ２の温度を測定する手段として、前述したように
物体の黒体輻射を利用するパイロメーター１７による温
度測定が用いられている。
【００１５】しかしながら、実際に処理を行うウェハ
２、即ち半導体ウェハは、デバイス構造上、または、Ｅ
Ｇ（Ｅｘｔｒｅｎｓｉｃ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）ウェハ
などのように裏面に多結晶シリコン膜を有していること
が多い。多結晶シリコン膜は温度が上昇すると、粒径成
長を起こし、表面の散乱状態が変化し、黒体輻射の放射
率が温度上昇と共に変化し、正常な温度コントロールが
行えなくなる欠点がある。
２、即ち半導体ウェハは、デバイス構造上、または、Ｅ
Ｇ（Ｅｘｔｒｅｎｓｉｃ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）ウェハ
などのように裏面に多結晶シリコン膜を有していること
が多い。多結晶シリコン膜は温度が上昇すると、粒径成
長を起こし、表面の散乱状態が変化し、黒体輻射の放射
率が温度上昇と共に変化し、正常な温度コントロールが
行えなくなる欠点がある。
【００１６】本発明は、上述の点に鑑み、例えば裏面に
多結晶シリコン膜を有している被処理ウェハに対して
も、高精度な温度コントロールを行える急速熱処理装置
を提供するものである。
多結晶シリコン膜を有している被処理ウェハに対して
も、高精度な温度コントロールを行える急速熱処理装置
を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る急速熱処理
装置は、被処理ウェハ２を加熱するランプ光源４と、被
処理ウェハ面の温度を測定する放射温度測定手段１７
と、放射温度測定手段１７による測定温度に基づいてラ
ンプ光源４を制御する制御手段２３と、被処理ウェハ面
の光散乱強度を測定する光散乱強度測定手段２２とを備
え、光散乱強度測定手段２２により、測定された光散乱
強度に基づいて放射温度測定手段１７による測定温度を
補正するように構成する。
装置は、被処理ウェハ２を加熱するランプ光源４と、被
処理ウェハ面の温度を測定する放射温度測定手段１７
と、放射温度測定手段１７による測定温度に基づいてラ
ンプ光源４を制御する制御手段２３と、被処理ウェハ面
の光散乱強度を測定する光散乱強度測定手段２２とを備
え、光散乱強度測定手段２２により、測定された光散乱
強度に基づいて放射温度測定手段１７による測定温度を
補正するように構成する。
【００１８】被処理ウェハ２としては、ウェハ面、即ち
裏面に多結晶シリコンを有するウェハとすることができ
る。
裏面に多結晶シリコンを有するウェハとすることができ
る。
【００１９】光散乱強度測定手段２２としては、紫外光
の反射強度を測定する測定手段とすることができる。
の反射強度を測定する測定手段とすることができる。
【００２０】
【作用】本発明に係る急速熱処理装置によれば、被処理
ウェハ２に対する加熱処理時、放射温度測定手段１７に
よって非接触で被処理ウェハ面の温度が測定されると共
に、光散乱強度測定手段２２によって被処理ウェハ面の
光散乱強度が測定される。この光散乱強度から被処理ウ
ェハ２の面状態（表面の平坦度）が検知され、その面状
態による放射率の変化が求まることから、この光散乱強
度に基づいて放射温度測定手段１７からの測定温度を補
正することにより、被処理ウェハ２の真の温度を測定す
ることができる。この温度に基づいて、制御手段を介し
てランプ光源４を制御すれば高精度の温度コントロール
が行える。
ウェハ２に対する加熱処理時、放射温度測定手段１７に
よって非接触で被処理ウェハ面の温度が測定されると共
に、光散乱強度測定手段２２によって被処理ウェハ面の
光散乱強度が測定される。この光散乱強度から被処理ウ
ェハ２の面状態（表面の平坦度）が検知され、その面状
態による放射率の変化が求まることから、この光散乱強
度に基づいて放射温度測定手段１７からの測定温度を補
正することにより、被処理ウェハ２の真の温度を測定す
ることができる。この温度に基づいて、制御手段を介し
てランプ光源４を制御すれば高精度の温度コントロール
が行える。
【００２１】被処理ウェハ２として、ウェハ面に、多結
晶シリコンを有するウェハの場合には、光散乱強度測定
手段２２で測定されたウェハ面からの光散乱強度によっ
て多結晶シリコンの粒径サイズが求まり、更に、その粒
径状態による放射率が求まる。従って、この光散乱強度
に基いて放射温度測定手段１７からの測定温度が補正さ
れるので、温度上昇によって多結晶シリコンからの黒体
輻射の放射率が変化しても、高精度に被処理ウェハの温
度コントロールが可能となる。
晶シリコンを有するウェハの場合には、光散乱強度測定
手段２２で測定されたウェハ面からの光散乱強度によっ
て多結晶シリコンの粒径サイズが求まり、更に、その粒
径状態による放射率が求まる。従って、この光散乱強度
に基いて放射温度測定手段１７からの測定温度が補正さ
れるので、温度上昇によって多結晶シリコンからの黒体
輻射の放射率が変化しても、高精度に被処理ウェハの温
度コントロールが可能となる。
【００２２】光散乱強度測定手段２２として、紫外光の
反射強度測定手段を用いることにより、多結晶シリコン
の結晶性がこの紫外光による反射強度から検知される。
従って、ウェハ面に多結晶シリコンを有する被処理ウェ
ハに対して、その多結晶シリコンの粒径状態が求まり、
その粒径状態による放射率が求まることから、多結晶シ
リコンを有する被処理ウェハの温度コントロールを高精
度に行える。
反射強度測定手段を用いることにより、多結晶シリコン
の結晶性がこの紫外光による反射強度から検知される。
従って、ウェハ面に多結晶シリコンを有する被処理ウェ
ハに対して、その多結晶シリコンの粒径状態が求まり、
その粒径状態による放射率が求まることから、多結晶シ
リコンを有する被処理ウェハの温度コントロールを高精
度に行える。
【００２３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による急速熱処
理装置の実施例を説明する。
理装置の実施例を説明する。
【００２４】図１は、本実施例に係る急速熱処理装置、
特にその加熱部の構成を示す。本例の急速熱処理装置２
１は、被処理ウェハ（例えば半導体ウェハ）２を挿入配
置する石英製内管３と、内管３の外側上部に配された加
熱用ランプ光源、例えばハロゲンランプ４と、内管３及
びハロゲンランプ４を囲うように配された冷却配管５が
施された冷却用のＳＵＳ製外管６と、外管６の外側下部
に被処理ウェハ２の裏面に対向して配された放射温度測
定手段、例えばウェハ用パイロメーター１７及び参照用
パイロメーター１８と、光散乱測定手段、例えば紫外線
反射強度測定手段２２と、ＣＰＵ（中央処理装置）２３
とを備えて成る。
特にその加熱部の構成を示す。本例の急速熱処理装置２
１は、被処理ウェハ（例えば半導体ウェハ）２を挿入配
置する石英製内管３と、内管３の外側上部に配された加
熱用ランプ光源、例えばハロゲンランプ４と、内管３及
びハロゲンランプ４を囲うように配された冷却配管５が
施された冷却用のＳＵＳ製外管６と、外管６の外側下部
に被処理ウェハ２の裏面に対向して配された放射温度測
定手段、例えばウェハ用パイロメーター１７及び参照用
パイロメーター１８と、光散乱測定手段、例えば紫外線
反射強度測定手段２２と、ＣＰＵ（中央処理装置）２３
とを備えて成る。
【００２５】被処理ウェハ２は、本例では裏面に多結晶
シリコン膜を有する半導体ウェハとする。
シリコン膜を有する半導体ウェハとする。
【００２６】被処理ウェハ２は、ゲートバルブ７より内
管３内のホルダー８上にその周辺が支持されるように挿
入配置される。熱処理時には、内管３のガス導入口９よ
り窒素ガス（Ｎ2 ）又は酸素ガス（Ｏ2 ）が導入され、
内管３内の空気と置換される。１０は排気口である。
管３内のホルダー８上にその周辺が支持されるように挿
入配置される。熱処理時には、内管３のガス導入口９よ
り窒素ガス（Ｎ2 ）又は酸素ガス（Ｏ2 ）が導入され、
内管３内の空気と置換される。１０は排気口である。
【００２７】ハロゲンランプ４は複数個配列され、反射
板１２によって各ハロゲンランプ４からの赤外線が被処
理ウェハ２の全体に均一に放射されるようになされてい
る。外管６は、供給口１３及び排出口１４を通じて冷却
配管５内に冷却水１５が流れ、冷却効果が得られるよう
に構成される。
板１２によって各ハロゲンランプ４からの赤外線が被処
理ウェハ２の全体に均一に放射されるようになされてい
る。外管６は、供給口１３及び排出口１４を通じて冷却
配管５内に冷却水１５が流れ、冷却効果が得られるよう
に構成される。
【００２８】ウェハ用パイロメーター１７は、前述した
ように、被処理ウェハ２の裏面から黒体輻射される赤外
線の強度を検出して被処理ウェハ２の温度を測定するも
のである。この場合、ウェハ用パイロメーター１７は、
被処理ウェハ２と石英製内管３とからの赤外線が加算さ
れた強度が測定される。参照用パイロメーター１８は、
石英製内管３から黒体輻射される赤外線の強度を測定す
るものである。この両パイロメーター１７及び１８から
の検出信号がＣＰＵに供給され、ここにおいて、例えば
減算処理されて被処理ウェハ２の温度が検出されるよう
になされる。
ように、被処理ウェハ２の裏面から黒体輻射される赤外
線の強度を検出して被処理ウェハ２の温度を測定するも
のである。この場合、ウェハ用パイロメーター１７は、
被処理ウェハ２と石英製内管３とからの赤外線が加算さ
れた強度が測定される。参照用パイロメーター１８は、
石英製内管３から黒体輻射される赤外線の強度を測定す
るものである。この両パイロメーター１７及び１８から
の検出信号がＣＰＵに供給され、ここにおいて、例えば
減算処理されて被処理ウェハ２の温度が検出されるよう
になされる。
【００２９】また、本例の特徴である紫外線反射強度測
定手段２２は、被処理ウェハ２の裏面からの波長２７０
ｎｍ付近の紫外光における反射強度を測定する手段とし
て、光源２５と、この光源２５からの光が被処理ウェハ
２の裏面で反射した反射光を受光する受光部２６とを有
して成る。光源２５は紫外光を含む光を照射する光源で
あり、受光部２６は分光機能を有する受光部とする。た
だし、光源２５が波長２７０ｎｍ付近の光を照射するも
のであれば、受光部２６は分光機能を有する必要はな
い。
定手段２２は、被処理ウェハ２の裏面からの波長２７０
ｎｍ付近の紫外光における反射強度を測定する手段とし
て、光源２５と、この光源２５からの光が被処理ウェハ
２の裏面で反射した反射光を受光する受光部２６とを有
して成る。光源２５は紫外光を含む光を照射する光源で
あり、受光部２６は分光機能を有する受光部とする。た
だし、光源２５が波長２７０ｎｍ付近の光を照射するも
のであれば、受光部２６は分光機能を有する必要はな
い。
【００３０】本例の急速熱処理装置２１では、加熱処理
時、被処理ウェハ２が内管３内に挿入配置され、内管３
内が窒素ガス（Ｎ2 ）又は酸素ガス（Ｏ2 ）で十分置換
された後、ハロゲンランプ４に通電され、ハロゲンラン
プ４から赤外線が放射される。被処理ウェハ２は、赤外
線を吸収し、温度上昇する。そして、前述と同様に、被
処理ウェハ２の裏面から黒体輻射される赤外線の強度が
参照用パイロメーター１８との協同でウェハ用パイロメ
ーター１７によって検出され、ＣＰＵ２３でウェハ温度
が測定される。
時、被処理ウェハ２が内管３内に挿入配置され、内管３
内が窒素ガス（Ｎ2 ）又は酸素ガス（Ｏ2 ）で十分置換
された後、ハロゲンランプ４に通電され、ハロゲンラン
プ４から赤外線が放射される。被処理ウェハ２は、赤外
線を吸収し、温度上昇する。そして、前述と同様に、被
処理ウェハ２の裏面から黒体輻射される赤外線の強度が
参照用パイロメーター１８との協同でウェハ用パイロメ
ーター１７によって検出され、ＣＰＵ２３でウェハ温度
が測定される。
【００３１】一方、紫外線反射強度測定手段２３によっ
て、即ち、光源２６からの光が被処理ウェハ２の裏面の
多結晶シリコン膜に照射され、その反射光が受光部２５
によって受光されることによって、ウェハ裏面の波長２
７０ｎｍ付近の反射強度を測定し、多結晶シリコン膜の
グレイン状態を求め、パイロメーター１７によるウェハ
裏面からの黒体輻射の放射率の変化に基づく測定温度を
ＣＰＵ２３を介して補正し、被処理ウェハ２の真の温度
を検出し、これによってハロゲンランプ４の入力電力の
制御を行う。
て、即ち、光源２６からの光が被処理ウェハ２の裏面の
多結晶シリコン膜に照射され、その反射光が受光部２５
によって受光されることによって、ウェハ裏面の波長２
７０ｎｍ付近の反射強度を測定し、多結晶シリコン膜の
グレイン状態を求め、パイロメーター１７によるウェハ
裏面からの黒体輻射の放射率の変化に基づく測定温度を
ＣＰＵ２３を介して補正し、被処理ウェハ２の真の温度
を検出し、これによってハロゲンランプ４の入力電力の
制御を行う。
【００３２】即ち、図２に示す単結晶シリコン膜の紫外
反射スペクトル、または図示せざるも多結晶シリコン膜
の紫外反射スペクトルを測定すれば、２７０ｎｍ付近の
反射強度から図３に示す多結晶シリコン膜のグレインサ
イズ（表面の平坦度）を求めることができる。図２から
も明らかなように、シリコン結晶の表面反射スペクトル
をみると、波長２３５ｎｍ、３３０ｎｍ付近に極小があ
り、この間の２７０〜２８０ｎｍにピークを生ずる。斜
線がピーク面積を指す。ピーク面積は算出の簡単なピー
ク高さＰａで近似することもできる。
反射スペクトル、または図示せざるも多結晶シリコン膜
の紫外反射スペクトルを測定すれば、２７０ｎｍ付近の
反射強度から図３に示す多結晶シリコン膜のグレインサ
イズ（表面の平坦度）を求めることができる。図２から
も明らかなように、シリコン結晶の表面反射スペクトル
をみると、波長２３５ｎｍ、３３０ｎｍ付近に極小があ
り、この間の２７０〜２８０ｎｍにピークを生ずる。斜
線がピーク面積を指す。ピーク面積は算出の簡単なピー
ク高さＰａで近似することもできる。
【００３３】図３のグラフＩ，II, III 及びIVは、単結
晶シリコン、数千Åのクレインをもつ多結晶シリコン、
数１００Åのグレインをもつ多結晶シリコン及び１０Å
以下のグレインをもつ多結晶シリコンのピークの面積と
ＴＥＭによって予め測定してあるグレインサイズとをプ
ロットして結果を示す。グラフＩ〜IVもサイズ方向に幅
をもつようになっている。この結果から検量線としてグ
ラフＶが得られ、これからグレインサイズ（Ｒ）と反射
ピーク面積（Ａ）との間で、 Ａ＝２７×ｌｏｇ（Ｒ）−２０ （但し、Ａは単結晶シリコンを１００とした場合のピー
ク面積） の式が導かれる（特開昭５１−２７２６３６号参照）。
晶シリコン、数千Åのクレインをもつ多結晶シリコン、
数１００Åのグレインをもつ多結晶シリコン及び１０Å
以下のグレインをもつ多結晶シリコンのピークの面積と
ＴＥＭによって予め測定してあるグレインサイズとをプ
ロットして結果を示す。グラフＩ〜IVもサイズ方向に幅
をもつようになっている。この結果から検量線としてグ
ラフＶが得られ、これからグレインサイズ（Ｒ）と反射
ピーク面積（Ａ）との間で、 Ａ＝２７×ｌｏｇ（Ｒ）−２０ （但し、Ａは単結晶シリコンを１００とした場合のピー
ク面積） の式が導かれる（特開昭５１−２７２６３６号参照）。
【００３４】これによって、波長２７０ｎｍ付近の紫外
光によって被処理ウェハ裏面の反射強度ＩP を測定し、
表面のグレイン状態による放射率の変化を数３で示すよ
うに補正することが可能となる。
光によって被処理ウェハ裏面の反射強度ＩP を測定し、
表面のグレイン状態による放射率の変化を数３で示すよ
うに補正することが可能となる。
【００３５】
【数３】Ｔ＝Ｃ1 ｆ（Ｉ）ｇ（ＩP ） （Ｃ1 ：常数、ｇ（ｘ）：補正関数）
【００３６】数３の式を用い、加熱中に刻々と変化する
被処理ウェハ２裏面の多結晶シリコン膜のグレイン状態
をモニタし、ＣＰＵ２３で温度補正を行うことによっ
て、ＣＰＵ２３からフィードバックして、ハロゲンラン
プ４の適切な制御を行うことが可能となる。
被処理ウェハ２裏面の多結晶シリコン膜のグレイン状態
をモニタし、ＣＰＵ２３で温度補正を行うことによっ
て、ＣＰＵ２３からフィードバックして、ハロゲンラン
プ４の適切な制御を行うことが可能となる。
【００３７】本実施例に係る急速熱処理装置２１によれ
ば、デバイス構造上、またはＥＧウェハなど、裏面に多
結晶シリコン膜を有する被処理ウェハ（即ち半導体ウェ
ハ）２においても、高精度に被処理ウェハ２に対する温
度コントロールを行うことができる。
ば、デバイス構造上、またはＥＧウェハなど、裏面に多
結晶シリコン膜を有する被処理ウェハ（即ち半導体ウェ
ハ）２においても、高精度に被処理ウェハ２に対する温
度コントロールを行うことができる。
【００３８】従って、微細ＬＳＩに必要な浅い接合を再
現性、精度良く形成することができる。
現性、精度良く形成することができる。
【００３９】また、通常の急速昇降温のみの急速熱処理
装置で問題となるホットエレクトロン耐性の劣化を抑制
するための中温アニールプロセス（急速昇温させ、所定
の高温を保って後、冷却途中で、一旦中温に保持し、そ
の後冷却するときの中温保持のプロセス）の追加が精度
良く出来る。
装置で問題となるホットエレクトロン耐性の劣化を抑制
するための中温アニールプロセス（急速昇温させ、所定
の高温を保って後、冷却途中で、一旦中温に保持し、そ
の後冷却するときの中温保持のプロセス）の追加が精度
良く出来る。
【００４０】ＥＧウェハの使用が可能となるため、プロ
セス汚染の影響を受けにくい信頼性の良いＬＳＩ製造が
可能となる。
セス汚染の影響を受けにくい信頼性の良いＬＳＩ製造が
可能となる。
【００４１】
【発明の効果】本発明に係る急速熱処理装置によれば、
光散乱強度測定手段を有し、この光散乱強度測定手段に
よって測定された被処理ウェハ面からの光散乱強度に基
づいて、放射温度測定手段による被処理ウェハ面の測定
温度を補正することにより、温度上昇に伴って被処理ウ
ェハ面からの黒体輻射の放射率が変化しても、常に、高
精度の温度制御を行うことができる。特に、裏面に多結
晶シリコンを有する被処理ウェハの熱処理に用いて好適
である。
光散乱強度測定手段を有し、この光散乱強度測定手段に
よって測定された被処理ウェハ面からの光散乱強度に基
づいて、放射温度測定手段による被処理ウェハ面の測定
温度を補正することにより、温度上昇に伴って被処理ウ
ェハ面からの黒体輻射の放射率が変化しても、常に、高
精度の温度制御を行うことができる。特に、裏面に多結
晶シリコンを有する被処理ウェハの熱処理に用いて好適
である。
【００４２】従って、例えば微細ＬＳＩに必要な浅い接
合を再現性良く、また精度良く形成することができる。
また、通常の急速昇降温のみの急速熱処理装置で問題と
なるホットエレクトロン耐性の劣化を抑制するための中
温アニールプロセスの追加が精度よくできる。更にＥＧ
ウェハの使用が可能となるため、プロセス汚染の影響を
受けにくい信頼性の高いＬＳＩを製造することができ
る。
合を再現性良く、また精度良く形成することができる。
また、通常の急速昇降温のみの急速熱処理装置で問題と
なるホットエレクトロン耐性の劣化を抑制するための中
温アニールプロセスの追加が精度よくできる。更にＥＧ
ウェハの使用が可能となるため、プロセス汚染の影響を
受けにくい信頼性の高いＬＳＩを製造することができ
る。
【図１】本発明に係る急速熱処理装置の一例を示す構成
図である。
図である。
【図２】本発明の説明に供する単結晶シリコンの反射ス
ペクトルを示すグラフである。
ペクトルを示すグラフである。
【図３】本発明の説明に供する多結晶シリコンのグレイ
ンサイズとピーク面積との関係を示すグラフである。
ンサイズとピーク面積との関係を示すグラフである。
【図４】従来の急速熱処理装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
１，２１ 急速熱処理装置 ２ 被処理ウェハ ３ 石英製内管 ４ ハロゲンランプ ５ 冷却配管 ６ ＳＵＳ製外管 １７ ウェハ用パイロメーター １８ 参照用パイロメーター ２０，２３ ＣＰＵ（中央処理装置） ２２ 光散乱強度測定手段 ２５ 光源 ２６ 受光部
Claims (3)
- 【請求項１】 被処理ウェハを加熱するランプ光源と、 前記被処理ウェハ面の温度を測定する放射温度測定手段
と、前記被処理ウェハの温度に基づいて前記ランプ光源
を制御する制御手段と、 前記被処理ウェハ面の光散乱強度を測定する光散乱強度
測定手段とを備え、 前記光散乱強度測定手段により測定された光散乱強度に
基づいて前記放射温度測定手段による測定温度を補正す
るようにして成ることを特徴とする急速熱処理装置。 - 【請求項２】 前記被処理ウェハ面に多結晶シリコンを
有することを特徴とする請求項１に記載の急速熱処理装
置。 - 【請求項３】 前記光散乱強度測定手段は、紫外光の反
射強度を測定することを特徴とする請求項２に記載の急
速熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14345094A JPH0813026A (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 急速熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14345094A JPH0813026A (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 急速熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0813026A true JPH0813026A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15338988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14345094A Pending JPH0813026A (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 急速熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813026A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100396216B1 (ko) * | 2001-06-19 | 2003-09-02 | 코닉 시스템 주식회사 | 급속 열처리 장치 내의 웨이퍼 온도 측정방법 |
| JP2008121124A (ja) * | 2008-02-14 | 2008-05-29 | High Frequency Heattreat Co Ltd | ハロゲンランプを使用した加熱処理方法 |
| KR101444711B1 (ko) * | 2008-05-23 | 2014-09-26 | 주성엔지니어링(주) | 기판 제조 장치용 온도 조절 시스템 |
-
1994
- 1994-06-24 JP JP14345094A patent/JPH0813026A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100396216B1 (ko) * | 2001-06-19 | 2003-09-02 | 코닉 시스템 주식회사 | 급속 열처리 장치 내의 웨이퍼 온도 측정방법 |
| JP2008121124A (ja) * | 2008-02-14 | 2008-05-29 | High Frequency Heattreat Co Ltd | ハロゲンランプを使用した加熱処理方法 |
| KR101444711B1 (ko) * | 2008-05-23 | 2014-09-26 | 주성엔지니어링(주) | 기판 제조 장치용 온도 조절 시스템 |
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