JPH11329991A - 急速加熱処理装置及びその方法 - Google Patents
急速加熱処理装置及びその方法Info
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- JPH11329991A JPH11329991A JP12777398A JP12777398A JPH11329991A JP H11329991 A JPH11329991 A JP H11329991A JP 12777398 A JP12777398 A JP 12777398A JP 12777398 A JP12777398 A JP 12777398A JP H11329991 A JPH11329991 A JP H11329991A
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- wafer
- reaction gas
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- quartz tube
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス導入口からの冷たい反応ガスとガス排気
口での排気によるウェーハ表面の温度低下を防ぎ、常に
ウェーハ表面温度が均一となるような急速加熱処理装置
およびその方法を提供する。 【解決手段】ウェーハ１を１枚ごとに挿入配置する石英
チューブ２の一端部に反応ガス導入口６を、他端部に排
気口７を有し、前記ウェーハ１の上下両面側に複数の加
熱ランプ３を備えた急速加熱処理装置において、前記反
応ガス導入口６の上流側に反応ガスの予加熱手段１５を
設けた。
口での排気によるウェーハ表面の温度低下を防ぎ、常に
ウェーハ表面温度が均一となるような急速加熱処理装置
およびその方法を提供する。 【解決手段】ウェーハ１を１枚ごとに挿入配置する石英
チューブ２の一端部に反応ガス導入口６を、他端部に排
気口７を有し、前記ウェーハ１の上下両面側に複数の加
熱ランプ３を備えた急速加熱処理装置において、前記反
応ガス導入口６の上流側に反応ガスの予加熱手段１５を
設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は急速加熱処理装置及
びその方法に関する。より詳しくは半導体製造プロセス
における熱処理工程においてウェーハの表面温度を均一
にすることを図った急速加熱処理装置及びその方法に関
するものである。
びその方法に関する。より詳しくは半導体製造プロセス
における熱処理工程においてウェーハの表面温度を均一
にすることを図った急速加熱処理装置及びその方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子をウェーハ上に形成す
る場合、イオン注入装置でウェーハに注入した不純物イ
オンを低速加熱処理装置（拡散炉）により、例えば８０
０〜９００℃で３０〜６０分の中温長時間の熱処理で拡
散形成していた。しかしながら、近年半導体装置の微細
化及び高集積化に伴い、素子の高速化や電極の低誘電率
化及び配線層の微細化や積層化が進んできた。
る場合、イオン注入装置でウェーハに注入した不純物イ
オンを低速加熱処理装置（拡散炉）により、例えば８０
０〜９００℃で３０〜６０分の中温長時間の熱処理で拡
散形成していた。しかしながら、近年半導体装置の微細
化及び高集積化に伴い、素子の高速化や電極の低誘電率
化及び配線層の微細化や積層化が進んできた。
【０００３】このため、従来の中温長時間の拡散炉を用
いずに、素子の微細化及び高集積化に伴った素子の高速
化を満足するために、イオン注入装置で注入した不純物
イオンを拡散させることなく活性化させるだけの急速加
熱処理装置（ランプアニーラ）を、用いて、例えば１０
００〜１１００℃で１０〜６０秒の高温短時間の熱処理
で素子を形成している。また、低誘電率の電極や微細化
した配線層の形成にもこのような急速加熱処理装置が用
いられるようになってきた。
いずに、素子の微細化及び高集積化に伴った素子の高速
化を満足するために、イオン注入装置で注入した不純物
イオンを拡散させることなく活性化させるだけの急速加
熱処理装置（ランプアニーラ）を、用いて、例えば１０
００〜１１００℃で１０〜６０秒の高温短時間の熱処理
で素子を形成している。また、低誘電率の電極や微細化
した配線層の形成にもこのような急速加熱処理装置が用
いられるようになってきた。
【０００４】以下、図３及び図４を参照して従来の急速
加熱処理装置を説明する。図３は従来の急速加熱処理装
置の断面構造図であり、図４は従来の急速加熱処理装置
を上面から見た図である。図３に示すように急速加熱処
理装置はウェーハ１を収納する石英チューブ２と前記ウ
ェーハ１の上下両面から加熱するためのハロゲンランプ
からなる加熱ランプ３と、前記加熱ランプ３の光を効率
よく反射するように金コーティングされたアルミ製のチ
ャンバー４で構成されている。
加熱処理装置を説明する。図３は従来の急速加熱処理装
置の断面構造図であり、図４は従来の急速加熱処理装置
を上面から見た図である。図３に示すように急速加熱処
理装置はウェーハ１を収納する石英チューブ２と前記ウ
ェーハ１の上下両面から加熱するためのハロゲンランプ
からなる加熱ランプ３と、前記加熱ランプ３の光を効率
よく反射するように金コーティングされたアルミ製のチ
ャンバー４で構成されている。
【０００５】図４に示すように、加熱ランプ３は棒状の
形状であって複数本の加熱ランプ３が反応ガスの流れ方
向Ａに沿って並列して配置される。前記チャンバー４に
はドア５が備えてあり、このドア５から前記ウェーハ１
を出し入れする。またチャンバー４には冷却用窒素ガス
等の冷却ガス導入孔８が設けられている。石英チューブ
２の一端側にあるガス導入口６から石英チューブ２内に
反応ガス（Ｎ2、Ｏ2、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、ＨＣｌ等）が供給
され高温下でウェーハ１と反応し、ガス排気口７から排
気される。
形状であって複数本の加熱ランプ３が反応ガスの流れ方
向Ａに沿って並列して配置される。前記チャンバー４に
はドア５が備えてあり、このドア５から前記ウェーハ１
を出し入れする。またチャンバー４には冷却用窒素ガス
等の冷却ガス導入孔８が設けられている。石英チューブ
２の一端側にあるガス導入口６から石英チューブ２内に
反応ガス（Ｎ2、Ｏ2、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、ＨＣｌ等）が供給
され高温下でウェーハ１と反応し、ガス排気口７から排
気される。
【０００６】この際、石英チューブ２は加熱ランプ３
（ハロゲンランプ）の光（波長０．３〜７．０μｍ）を
透過率９０％以上で透過させるため２００℃以上には昇
温しない。よって石英チューブ２は昇温せずウェーハ１
のみがハロゲンランプの光を吸収して急速に昇温するこ
ととなる。このとき、昇温したウェーハ１から放射され
る特定波長の光がチャンバー４の透過孔９を通過し、そ
の光強度が放射温度計１０で測定される。これによりウ
ェーハ１の温度が検出され、温度をモニターしながらウ
ェーハ１を温度制御して熱処理することができる。
（ハロゲンランプ）の光（波長０．３〜７．０μｍ）を
透過率９０％以上で透過させるため２００℃以上には昇
温しない。よって石英チューブ２は昇温せずウェーハ１
のみがハロゲンランプの光を吸収して急速に昇温するこ
ととなる。このとき、昇温したウェーハ１から放射され
る特定波長の光がチャンバー４の透過孔９を通過し、そ
の光強度が放射温度計１０で測定される。これによりウ
ェーハ１の温度が検出され、温度をモニターしながらウ
ェーハ１を温度制御して熱処理することができる。
【０００７】このような急速加熱処理装置における温度
変化と時間の関係を以下に説明する。図５は石英チュー
ブ２内の温度と時間の関係図である。図５において横軸
は時間、縦軸は温度を示している。前記石英チューブ２
内は、常に２００℃以上に設定されている。時間Ｔ0で
石英チューブ２内にウェーハ１が搬入される。この後時
間Ｔ1で、昇温を開始する。この昇温条件は毎秒５０〜
１００℃の昇温速度で５００〜１２００℃の熱処理温度
まで昇温を行う。熱処理温度（５００〜１２００℃）に
達した時間Ｔ2で昇温を停止し一定の熱処理温度で時間
Ｔ2から数十秒後の時間Ｔ3まで熱処理を施す。熱処理が
終了したら、毎秒５０〜１００℃の冷却速度で石英チュ
ーブを冷却する。
変化と時間の関係を以下に説明する。図５は石英チュー
ブ２内の温度と時間の関係図である。図５において横軸
は時間、縦軸は温度を示している。前記石英チューブ２
内は、常に２００℃以上に設定されている。時間Ｔ0で
石英チューブ２内にウェーハ１が搬入される。この後時
間Ｔ1で、昇温を開始する。この昇温条件は毎秒５０〜
１００℃の昇温速度で５００〜１２００℃の熱処理温度
まで昇温を行う。熱処理温度（５００〜１２００℃）に
達した時間Ｔ2で昇温を停止し一定の熱処理温度で時間
Ｔ2から数十秒後の時間Ｔ3まで熱処理を施す。熱処理が
終了したら、毎秒５０〜１００℃の冷却速度で石英チュ
ーブを冷却する。
【０００８】最初の石英チューブ２内の温度２００℃ま
で温度が低下した時間Ｔ4で冷却を停止する。この冷却
は、チャンバー４に設けた窒素ガス導入孔８からチャン
バー内に窒素ガスを供給して行う。Ｔ1からＴ4までの一
連の動作の石英チューブ２内の温度は、前述のように前
記加熱ランプ３の光を吸収して昇温したウェーハ１から
放射される特定波長の光がチャンバー４に設けた透過孔
９を通過し、放射温度計１０により測定されて調節され
る。その後、時間Ｔ5でウェーハ１を石英チューブ２か
ら搬出する。
で温度が低下した時間Ｔ4で冷却を停止する。この冷却
は、チャンバー４に設けた窒素ガス導入孔８からチャン
バー内に窒素ガスを供給して行う。Ｔ1からＴ4までの一
連の動作の石英チューブ２内の温度は、前述のように前
記加熱ランプ３の光を吸収して昇温したウェーハ１から
放射される特定波長の光がチャンバー４に設けた透過孔
９を通過し、放射温度計１０により測定されて調節され
る。その後、時間Ｔ5でウェーハ１を石英チューブ２か
ら搬出する。
【０００９】前記ウェーハ１の表面温度を一定にするた
めに、反応ガスの流れ方向に沿って並列して配置され個
々に分離している複数本の加熱ランプ３は個々に制御可
能であり、これによりウェーハ１の表面内での温度差に
よる反応のばらつきを防いでいる。
めに、反応ガスの流れ方向に沿って並列して配置され個
々に分離している複数本の加熱ランプ３は個々に制御可
能であり、これによりウェーハ１の表面内での温度差に
よる反応のばらつきを防いでいる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら反応ガス
導入口６からは低温の反応ガスが流入し、反応ガス排気
口７からは昇温した反応ガスが排気されることにより熱
が奪われるので、反応ガス導入口側と反応ガス排気口側
は温度が低くなってしまう。
導入口６からは低温の反応ガスが流入し、反応ガス排気
口７からは昇温した反応ガスが排気されることにより熱
が奪われるので、反応ガス導入口側と反応ガス排気口側
は温度が低くなってしまう。
【００１１】図６はこのような従来の急速加熱処理装置
で処理したウェーハ１の表面温度分布図である。図示し
たように、ウェーハ１の中央部の温度が高く、ガス導入
側とガス排気側の端部の温度が低くなり、面内の温度分
布が不均一になる。このような温度分布が生ずると素子
の特性がばらつき、不安定になるおそれが発生する。こ
れを阻止するため、前述のように、反応ガスの流れ方向
Ａ（図４）に関して分離した加熱ランプ３を個々に制御
し、温度を調節してウェーハ１のガス導入側と排気側の
温度を高めても、これに伴ってウェーハ中心部の温度が
上昇するため、ウェーハ中心部とガス導入口側及びガス
排気口側の温度差をなくすには限界があった。
で処理したウェーハ１の表面温度分布図である。図示し
たように、ウェーハ１の中央部の温度が高く、ガス導入
側とガス排気側の端部の温度が低くなり、面内の温度分
布が不均一になる。このような温度分布が生ずると素子
の特性がばらつき、不安定になるおそれが発生する。こ
れを阻止するため、前述のように、反応ガスの流れ方向
Ａ（図４）に関して分離した加熱ランプ３を個々に制御
し、温度を調節してウェーハ１のガス導入側と排気側の
温度を高めても、これに伴ってウェーハ中心部の温度が
上昇するため、ウェーハ中心部とガス導入口側及びガス
排気口側の温度差をなくすには限界があった。
【００１２】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、ガス導入口からの冷たい反応ガスとガス排気口か
らの排気によるウェーハ表面の温度低下を防ぎ、面内の
温度分布を改善して常にウェーハの表面温度が均一とな
るような急速加熱処理装置およびその方法の提供を目的
とする。
って、ガス導入口からの冷たい反応ガスとガス排気口か
らの排気によるウェーハ表面の温度低下を防ぎ、面内の
温度分布を改善して常にウェーハの表面温度が均一とな
るような急速加熱処理装置およびその方法の提供を目的
とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、ウェーハを１枚ごとに挿入配置する石
英チューブの一端部に反応ガス導入口を、他端部に排気
口を有し、前記ウェーハの上下両面側に複数の加熱ラン
プを備えた急速加熱処理装置において、前記反応ガス導
入口の上流側に反応ガスの予加熱手段を設けたことを特
徴とする急速加熱処理装置を提供する。
め、本発明では、ウェーハを１枚ごとに挿入配置する石
英チューブの一端部に反応ガス導入口を、他端部に排気
口を有し、前記ウェーハの上下両面側に複数の加熱ラン
プを備えた急速加熱処理装置において、前記反応ガス導
入口の上流側に反応ガスの予加熱手段を設けたことを特
徴とする急速加熱処理装置を提供する。
【００１４】この構成によれば、予加熱手段により反応
ガスを予め加熱するため、従来のようにガス導入口から
冷たい反応ガスが流れて急速加熱処理装置内のガス導入
口側の温度が低下することはなく、ウェーハの表面温度
均一性が高まる。また、簡単な構造で安定して確実な予
加熱作用が達成されるため、繰り返し動作させてもばら
つきなく一定の安定した熱処理作用が得られ再現性のよ
い急速加熱処理を行うことができる。
ガスを予め加熱するため、従来のようにガス導入口から
冷たい反応ガスが流れて急速加熱処理装置内のガス導入
口側の温度が低下することはなく、ウェーハの表面温度
均一性が高まる。また、簡単な構造で安定して確実な予
加熱作用が達成されるため、繰り返し動作させてもばら
つきなく一定の安定した熱処理作用が得られ再現性のよ
い急速加熱処理を行うことができる。
【００１５】好ましい構成例においては、前記予加熱手
段を通過する反応ガス通路は、屈曲した折返し通路から
なることを特徴としている。
段を通過する反応ガス通路は、屈曲した折返し通路から
なることを特徴としている。
【００１６】この構成によれば、反応ガスが予加熱手段
を通過する時間が長くなって反応ガスが充分確実に加熱
される。
を通過する時間が長くなって反応ガスが充分確実に加熱
される。
【００１７】別の好ましい構成例においては、前記排気
口側の加熱ランプは、反応ガスの流れ方向に対し直角方
向に関し複数個それぞれ個別に制御可能に設けられたこ
とを特徴としている。
口側の加熱ランプは、反応ガスの流れ方向に対し直角方
向に関し複数個それぞれ個別に制御可能に設けられたこ
とを特徴としている。
【００１８】この構成によれば、反応ガスの流れ方向に
対し直角方向に沿って複数の加熱ランプが分離して配置
されるため、ウェーハ表面の細かい温度調節が可能とな
って、ウェーハ表面温度の均一性がさらに高まる。
対し直角方向に沿って複数の加熱ランプが分離して配置
されるため、ウェーハ表面の細かい温度調節が可能とな
って、ウェーハ表面温度の均一性がさらに高まる。
【００１９】さらに本発明ではウェーハを１枚ごとに挿
入配置する石英チューブの一端部に反応ガス導入口を、
他端部に排気口を有し、この石英チューブ内に配置した
ウェーハの上下両面側からウェーハを加熱する急速加熱
処理方法において、前記石英チューブ内に反応ガスを導
入する前に予めこの反応ガスを加熱し、前記排気口側の
ウェーハ表面を、反応ガスの流れ方向に対し直角方向に
関し複数個それぞれ個別に制御可能に設けた加熱ランプ
により加熱処理することを特徴とする急速加熱処理方法
を提供する。
入配置する石英チューブの一端部に反応ガス導入口を、
他端部に排気口を有し、この石英チューブ内に配置した
ウェーハの上下両面側からウェーハを加熱する急速加熱
処理方法において、前記石英チューブ内に反応ガスを導
入する前に予めこの反応ガスを加熱し、前記排気口側の
ウェーハ表面を、反応ガスの流れ方向に対し直角方向に
関し複数個それぞれ個別に制御可能に設けた加熱ランプ
により加熱処理することを特徴とする急速加熱処理方法
を提供する。
【００２０】この構成によれば、予加熱手段により反応
ガスを予め加熱するため、従来のようにガス導入口から
冷たい反応ガスが流れて急速加熱処理装置内のガス導入
口側の温度が低下することはなく、ウェーハの表面温度
均一性が高まる。また、簡単な構造で安定して確実な予
加熱作用が達成されるため、繰り返し動作させてもばら
つきなく一定の安定した熱処理作用が得られ再現性のよ
い急速加熱処理を行うことができる。また、反応ガスの
流れ方向に対し直角方向に沿って複数の加熱ランプが分
離して配置されるため、ウェーハ表面の細かい温度調節
が可能となって、ウェーハ表面温度の均一性がさらに高
まる。
ガスを予め加熱するため、従来のようにガス導入口から
冷たい反応ガスが流れて急速加熱処理装置内のガス導入
口側の温度が低下することはなく、ウェーハの表面温度
均一性が高まる。また、簡単な構造で安定して確実な予
加熱作用が達成されるため、繰り返し動作させてもばら
つきなく一定の安定した熱処理作用が得られ再現性のよ
い急速加熱処理を行うことができる。また、反応ガスの
流れ方向に対し直角方向に沿って複数の加熱ランプが分
離して配置されるため、ウェーハ表面の細かい温度調節
が可能となって、ウェーハ表面温度の均一性がさらに高
まる。
【００２１】好ましい構成例においては、前記反応ガス
を石英チューブ内に導入する前にこの反応ガスをウェー
ハの熱処理温度以上に加熱することを特徴としている。
を石英チューブ内に導入する前にこの反応ガスをウェー
ハの熱処理温度以上に加熱することを特徴としている。
【００２２】この構成によれば、石英チューブに導入さ
れる反応ガスはウェーハの熱処理温度以上であるため、
石英チューブの効率的な昇温作用が得られ昇温時間の短
縮が図られ生産性が高まるとともにウェーハ中心部より
高い温度の反応ガスが供給されるため温度分布の均一性
が確実になる。
れる反応ガスはウェーハの熱処理温度以上であるため、
石英チューブの効率的な昇温作用が得られ昇温時間の短
縮が図られ生産性が高まるとともにウェーハ中心部より
高い温度の反応ガスが供給されるため温度分布の均一性
が確実になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
急速加熱処理装置の断面構造図であり、図２は本発明の
実施の形態に係る急速加熱処理装置を上面から見た図で
ある。この実施形態における石英チューブ２およびチャ
ンバー４自体の構造は前述の図３に示した従来の石英チ
ューブ２およびチャンバー４の構造とほぼ同様である。
即ち石英チューブ２はウェーハ１を１枚のみ収納し、こ
のウェーハ１を上下両面から加熱するためのハロゲンラ
ンプからなる加熱ランプ３を備え、アルミ製のチャンバ
ー４の内面は加熱ランプ３の光を効率良く反射するため
に金コーティングされている。
急速加熱処理装置の断面構造図であり、図２は本発明の
実施の形態に係る急速加熱処理装置を上面から見た図で
ある。この実施形態における石英チューブ２およびチャ
ンバー４自体の構造は前述の図３に示した従来の石英チ
ューブ２およびチャンバー４の構造とほぼ同様である。
即ち石英チューブ２はウェーハ１を１枚のみ収納し、こ
のウェーハ１を上下両面から加熱するためのハロゲンラ
ンプからなる加熱ランプ３を備え、アルミ製のチャンバ
ー４の内面は加熱ランプ３の光を効率良く反射するため
に金コーティングされている。
【００２４】急速加熱処理装置はウェーハ１を収納する
石英チューブ２と前記ウェーハ１の上下両面から加熱す
るためのハロゲンランプからなる加熱ランプ３と、前記
加熱ランプ３の光を効率よく反射するように金コーティ
ングされたアルミ製のチャンバー４で構成されている。
石英チューブ２と前記ウェーハ１の上下両面から加熱す
るためのハロゲンランプからなる加熱ランプ３と、前記
加熱ランプ３の光を効率よく反射するように金コーティ
ングされたアルミ製のチャンバー４で構成されている。
【００２５】図１に示すように、加熱ランプ３は棒状の
形状であって複数本の加熱ランプ３が反応ガスの流れ方
向Ａにそって並列して配置される。前記チャンバー４に
はドア５が備えてあり、このドア５から前記ウェーハ１
を出し入れする。またチャンバー４には冷却用窒素ガス
等の冷却ガス導入孔８が設けられている。石英チューブ
２の一端側にあるガス導入口６から石英チューブ２内に
反応ガス（Ｎ2、Ｏ2、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、ＨＣｌ等）が供給
され高温下でウェーハ１と反応し、ガス排気口７から排
気される。
形状であって複数本の加熱ランプ３が反応ガスの流れ方
向Ａにそって並列して配置される。前記チャンバー４に
はドア５が備えてあり、このドア５から前記ウェーハ１
を出し入れする。またチャンバー４には冷却用窒素ガス
等の冷却ガス導入孔８が設けられている。石英チューブ
２の一端側にあるガス導入口６から石英チューブ２内に
反応ガス（Ｎ2、Ｏ2、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、ＨＣｌ等）が供給
され高温下でウェーハ１と反応し、ガス排気口７から排
気される。
【００２６】この際、石英チューブ２は加熱ランプ３
（ハロゲンランプ）の光（波長０．３〜７．０μｍ）を
透過率９０％以上で透過させるため２００℃以上には昇
温しない。よって石英チューブ２は昇温せずウェーハ１
のみがハロゲンランプの光を吸収して急速に昇温するこ
ととなる。このとき、昇温したウェーハ１から放射され
る特定波長の光がチャンバー４の透過孔９を通過し、そ
の光強度が放射温度計１０で測定される。これによりウ
ェーハ１の温度が検出され、温度をモニターしながらウ
ェーハ１を温度制御して熱処理することができる。
（ハロゲンランプ）の光（波長０．３〜７．０μｍ）を
透過率９０％以上で透過させるため２００℃以上には昇
温しない。よって石英チューブ２は昇温せずウェーハ１
のみがハロゲンランプの光を吸収して急速に昇温するこ
ととなる。このとき、昇温したウェーハ１から放射され
る特定波長の光がチャンバー４の透過孔９を通過し、そ
の光強度が放射温度計１０で測定される。これによりウ
ェーハ１の温度が検出され、温度をモニターしながらウ
ェーハ１を温度制御して熱処理することができる。
【００２７】本実施形態においては、ガス導入口６に連
結された予加熱手段１５を備えている。この予加熱手段
１５は、石英管１１とその周囲の例えば電熱コイルから
なるヒーター１２とくし歯状に入り組んだバッファー石
英１３とから構成されている。石英管１１はガス注入口
１４を有し、注入された反応ガスはバッファー石英１３
で形成された入り組んで屈曲した通路を通過し、その際
石英管１１の周囲に備えられたヒーター１２により、石
英チューブ２に導入される前に予め加熱され、ガス導入
口６へと送られる。
結された予加熱手段１５を備えている。この予加熱手段
１５は、石英管１１とその周囲の例えば電熱コイルから
なるヒーター１２とくし歯状に入り組んだバッファー石
英１３とから構成されている。石英管１１はガス注入口
１４を有し、注入された反応ガスはバッファー石英１３
で形成された入り組んで屈曲した通路を通過し、その際
石英管１１の周囲に備えられたヒーター１２により、石
英チューブ２に導入される前に予め加熱され、ガス導入
口６へと送られる。
【００２８】このとき、石英管１１内のバッファー石英
１３により屈曲して折り返された通路が形成されるた
め、反応ガスが石英管１１を通過するときの石英管１１
内での滞留時間が長くなり、ヒーター１２により充分な
加熱作用を受ける。またこの際の反応ガスの予加熱温度
はウェーハ１の熱処理温度以上にすることが望ましい。
これにより、反応ガスを石英チューブ２内に導入したと
きに石英チューブ２の昇温作用が高まり昇温時間の短縮
が図られ生産性が高められるとともに、ウェーハ中心部
より高い温度の反応ガスが供給されるため温度分布の均
一性が確実となる。
１３により屈曲して折り返された通路が形成されるた
め、反応ガスが石英管１１を通過するときの石英管１１
内での滞留時間が長くなり、ヒーター１２により充分な
加熱作用を受ける。またこの際の反応ガスの予加熱温度
はウェーハ１の熱処理温度以上にすることが望ましい。
これにより、反応ガスを石英チューブ２内に導入したと
きに石英チューブ２の昇温作用が高まり昇温時間の短縮
が図られ生産性が高められるとともに、ウェーハ中心部
より高い温度の反応ガスが供給されるため温度分布の均
一性が確実となる。
【００２９】図２に示すように、ガス導入側の加熱ラン
プ３は反応ガスの流れ方向Ａに沿って並列して配置され
るが、ガス排気側では複数の加熱ランプ（ハロゲンラン
プ）３ａが反応ガスの流れ方向Ａに対する直角方向に関
し分離して列をなして設けてあり、それぞれ個別に制御
可能である。これにより、ガス排気側のウェーハ１表面
に対し精度よく温度調節が可能となって温度分布の均一
性がさらに高められる。なお、加熱ランプ３、３ａはハ
ロゲンランプに限らず波長０．１〜７．０μｍ程度の赤
外線ランプ、その他のランプを使用できる。
プ３は反応ガスの流れ方向Ａに沿って並列して配置され
るが、ガス排気側では複数の加熱ランプ（ハロゲンラン
プ）３ａが反応ガスの流れ方向Ａに対する直角方向に関
し分離して列をなして設けてあり、それぞれ個別に制御
可能である。これにより、ガス排気側のウェーハ１表面
に対し精度よく温度調節が可能となって温度分布の均一
性がさらに高められる。なお、加熱ランプ３、３ａはハ
ロゲンランプに限らず波長０．１〜７．０μｍ程度の赤
外線ランプ、その他のランプを使用できる。
【００３０】
【実施例】急速加熱処理装置条件 ランプ：赤外線ハロゲンランプ ランプ放射波長：０．３〜７．０μｍ ランプ定格：１７０Ｖ １．７ｋＷ ランプ本数：上下各１４本、左右各２本 チャンバー：アルミ製で金コーティング、水冷式 石英チューブ：Ｎ2冷却２５（ｌ）／分 放射温度計波長：２．７μｍ 予加熱用石英管ヒーター温度制御：１０００℃ 急速加熱処理（図５参照） 搬入：２００℃ 昇温速度：５０℃／秒 熱処理：１０００℃ １０秒 ガス：Ｎ2 ３（ｌ）／分 降温速度：５０℃／秒 搬出：２００℃ 以上の実施例によりウェーハ面内温度均一性±２．０℃
という安定した温度で処理できることが確認できた。急
速加熱処理を行う条件は、導入ガスにＮ2、Ｏ2、Ｎ
Ｈ3、Ｎ2Ｏ、ＨＣｌガス等を使用した通常の条件で良
い。温度も５００℃〜１２００℃の通常の条件で良い。
という安定した温度で処理できることが確認できた。急
速加熱処理を行う条件は、導入ガスにＮ2、Ｏ2、Ｎ
Ｈ3、Ｎ2Ｏ、ＨＣｌガス等を使用した通常の条件で良
い。温度も５００℃〜１２００℃の通常の条件で良い。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、予め加熱された反応ガスを石英チューブ内に導入す
るため、従来のようにウェーハのガス導入口側の温度が
低下することはなくなり、ウェーハ表面温度の均一性が
高まる。また、簡単な構造で安定して確実な予加熱作用
が達成されるため、繰り返し動作させてもばらつきなく
一定の安定した熱処理作用が得られ再現性のよい急速加
熱処理を行うことができる。これにより、信頼性の高い
高速素子、低誘電率化電極および配線層形成が可能にな
る。
は、予め加熱された反応ガスを石英チューブ内に導入す
るため、従来のようにウェーハのガス導入口側の温度が
低下することはなくなり、ウェーハ表面温度の均一性が
高まる。また、簡単な構造で安定して確実な予加熱作用
が達成されるため、繰り返し動作させてもばらつきなく
一定の安定した熱処理作用が得られ再現性のよい急速加
熱処理を行うことができる。これにより、信頼性の高い
高速素子、低誘電率化電極および配線層形成が可能にな
る。
【図１】 本発明の実施の形態に係る急速加熱処理装置
の断面構造図。
の断面構造図。
【図２】 本発明の実施の形態に係る急速加熱処理装置
を上面から見た図。
を上面から見た図。
【図３】 従来の急速加熱処理装置の断面構造図。
【図４】 従来の急速加熱処理装置を上面から見た図。
【図５】 石英チューブ内の温度と時間の関係図。
【図６】 従来の急速加熱処理装置で処理中のウェーハ
表面温度分布図。
表面温度分布図。
【符号の説明】 １：ウェーハ、２：石英チューブ、３、３ａ：加熱ラン
プ、４：チャンバー、５：ドア、６：ガス導入口、７：
ガス排気口、８：冷却ガス導入孔、９：透過孔、１０：
放射温度計、１１：石英管、１２：ヒーター、１３：バ
ッファー石英、１４：ガス注入口、１５：予加熱手段。
プ、４：チャンバー、５：ドア、６：ガス導入口、７：
ガス排気口、８：冷却ガス導入孔、９：透過孔、１０：
放射温度計、１１：石英管、１２：ヒーター、１３：バ
ッファー石英、１４：ガス注入口、１５：予加熱手段。
Claims (5)
- 【請求項１】ウェーハを１枚ごとに挿入配置する石英チ
ューブの一端部に反応ガス導入口を、他端部に排気口を
有し、前記ウェーハの上下両面側に複数の加熱ランプを
備えた急速加熱処理装置において、 前記反応ガス導入口の上流側に反応ガスの予加熱手段を
設けたことを特徴とする急速加熱処理装置。 - 【請求項２】前記予加熱手段を通過する反応ガス通路
は、屈曲した折返し通路からなることを特徴とする請求
項１に記載の急速加熱処理装置。 - 【請求項３】前記排気口側の加熱ランプは、反応ガスの
流れ方向に対し直角方向に関し複数個それぞれ個別に制
御可能に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の
急速加熱処理装置。 - 【請求項４】ウェーハを１枚ごとに挿入配置する石英チ
ューブの一端部に反応ガス導入口を、他端部に排気口を
有し、この石英チューブ内に配置したウェーハの上下両
面側からウェーハを加熱する急速加熱処理方法におい
て、 前記石英チューブ内に反応ガスを導入する前に予めこの
反応ガスを加熱し、前記排気口側のウェーハ表面を、反
応ガスの流れ方向に対し直角方向に関し複数個それぞれ
個別に制御可能に設けた加熱ランプにより加熱処理する
ことを特徴とする急速加熱処理方法。 - 【請求項５】前記反応ガスを石英チューブ内に導入する
前にこの反応ガスをウェーハの熱処理温度以上に加熱す
ることを特徴とする請求項４に記載の急速加熱処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12777398A JPH11329991A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 急速加熱処理装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12777398A JPH11329991A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 急速加熱処理装置及びその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329991A true JPH11329991A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=14968347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12777398A Pending JPH11329991A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 急速加熱処理装置及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11329991A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010066153A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 황인길 | 급속 열처리 방법 |
| KR20010095084A (ko) * | 2000-03-30 | 2001-11-03 | 추후제출 | 유체 가열 장치 |
| KR100481008B1 (ko) * | 2002-06-03 | 2005-04-07 | 주성엔지니어링(주) | 화학기상증착공정용 기체 가열장치 및 이를 이용한반도체소자 제조방법 |
| KR100560306B1 (ko) * | 2003-08-02 | 2006-03-14 | 동부아남반도체 주식회사 | 케미컬 공급 장치의 주입 밸브 및 케미컬 공급 장치 |
| JP2006086304A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Ｓｏｉウェーハの製造方法 |
| KR100839990B1 (ko) | 2006-11-09 | 2008-06-19 | 주식회사 시스넥스 | 이중가열방식의 수소화물기상증착 반응기 |
| JP2008198548A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Ushio Inc | ヒーターランプ装置 |
| KR100921702B1 (ko) | 2007-12-12 | 2009-10-15 | 주식회사 케이피씨 | 보조 열처리부가 구비된 폐가스 처리장치 |
| CN115036219A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-09-09 | 苏州热传道集成电路科技有限公司 | 一种用于硅片加工的快速退火系统 |
-
1998
- 1998-05-11 JP JP12777398A patent/JPH11329991A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20010066153A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 황인길 | 급속 열처리 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Effective date: 20041130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041216 |