JPS60161616A - 半導体ウエハの赤外線加熱装置 - Google Patents
半導体ウエハの赤外線加熱装置Info
- Publication number
- JPS60161616A JPS60161616A JP59017317A JP1731784A JPS60161616A JP S60161616 A JPS60161616 A JP S60161616A JP 59017317 A JP59017317 A JP 59017317A JP 1731784 A JP1731784 A JP 1731784A JP S60161616 A JPS60161616 A JP S60161616A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- infrared ray
- susceptor
- light
- beams
- 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.)
- Pending
Links
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
- H10P34/00—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices
- H10P34/40—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices with high-energy radiation
- H10P34/42—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices with high-energy radiation with electromagnetic radiation, e.g. laser annealing
- H10P34/422—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices with high-energy radiation with electromagnetic radiation, e.g. laser annealing using incoherent radiation
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、赤外線加熱装置、特に半導体工業で利用され
るＳｉ （シリコン）ウエノ・等の赤外線加熱装置に関
するものである。
るＳｉ （シリコン）ウエノ・等の赤外線加熱装置に関
するものである。
従来例の構成とその問題点
半導体工業におけるエピタキシャル装置においては、反
応ガス分子が半導体基板表面で熱によシ分解析出してエ
ピタキシャル層を形成するものであるが、こうして形成
される膜の厚さ、および比抵抗の均一性、スリップの有
無は、半導体基板の表面温度に大きく影響される。従っ
て、良質な気相成長膜を得るためには、半導体基板を全
面に渡って均一な温度分布に保持することが必要である
。
応ガス分子が半導体基板表面で熱によシ分解析出してエ
ピタキシャル層を形成するものであるが、こうして形成
される膜の厚さ、および比抵抗の均一性、スリップの有
無は、半導体基板の表面温度に大きく影響される。従っ
て、良質な気相成長膜を得るためには、半導体基板を全
面に渡って均一な温度分布に保持することが必要である
。
従来の赤外線加熱方式を使用したエピタキシャル装置は
、第１図にその具体構成を示すように、石英ベルジャ１
とベース板２によって、完全に外外と遮断することがで
きるようになっていて、べ 。
、第１図にその具体構成を示すように、石英ベルジャ１
とベース板２によって、完全に外外と遮断することがで
きるようになっていて、べ 。
−ス板２には反応ガスを供給するだめのガス供給口３と
、反応ガスを排出するだめのガス排出口４が取り付けら
れている。またベース板２上には、半導体基板６を載せ
る基台６（以下上ブタと呼ぶ）が設置されている。また
石英ベルジャ１の外側には、半導体基板５を加熱するだ
めの赤外線ランプ７と、赤外線ランプ７の反射光線が効
率よく垂直に半導体基板６に照射するように反射鏡８が
取り付けられている。しかしながら以上のように構成さ
れた従来のエピタキシャル装置では赤外線ランプ７によ
ってサセプタ６と半導体基板６とが１０００°Ｃ以上の
温度に加熱され、反応ガスがガス供給口３から排出口４
に向かって流れるので、このときの半導体基板６の温度
分布は赤外線ランプ７から供給される熱エネルギーと半
導体基板６及び半導体基板６が載置されているサセプタ
６の外周面からの伝熱、輻射、対流、熱伝達との平衡状
態によって決定され、サセプタ６の上面には赤外線ラン
プ７からの一定の輻射熱を受け、一方外周面については
遮熱されておらずその表面温度に対応した大量の熱が放
出される。従ってサセプタ６の表面、即ち半導体基板６
の温度分布は、中央部で温度が高く外周で低いという分
布となってしまう。また赤外線ランプ自体に関しても、
端に比べて中央の方がよりフィラーメント温度が高い傾
向がある。また、ガス供給口３から供給されたガスが、
半導体基板６に最初に当たった部分は温度が低くなる。
、反応ガスを排出するだめのガス排出口４が取り付けら
れている。またベース板２上には、半導体基板６を載せ
る基台６（以下上ブタと呼ぶ）が設置されている。また
石英ベルジャ１の外側には、半導体基板５を加熱するだ
めの赤外線ランプ７と、赤外線ランプ７の反射光線が効
率よく垂直に半導体基板６に照射するように反射鏡８が
取り付けられている。しかしながら以上のように構成さ
れた従来のエピタキシャル装置では赤外線ランプ７によ
ってサセプタ６と半導体基板６とが１０００°Ｃ以上の
温度に加熱され、反応ガスがガス供給口３から排出口４
に向かって流れるので、このときの半導体基板６の温度
分布は赤外線ランプ７から供給される熱エネルギーと半
導体基板６及び半導体基板６が載置されているサセプタ
６の外周面からの伝熱、輻射、対流、熱伝達との平衡状
態によって決定され、サセプタ６の上面には赤外線ラン
プ７からの一定の輻射熱を受け、一方外周面については
遮熱されておらずその表面温度に対応した大量の熱が放
出される。従ってサセプタ６の表面、即ち半導体基板６
の温度分布は、中央部で温度が高く外周で低いという分
布となってしまう。また赤外線ランプ自体に関しても、
端に比べて中央の方がよりフィラーメント温度が高い傾
向がある。また、ガス供給口３から供給されたガスが、
半導体基板６に最初に当たった部分は温度が低くなる。
これらのため半導体基板６上にエピタキシャル成長させ
た膜厚は中央に比べて端の方が薄いという欠点を有し、
また温度差による結晶学的スリップなどの結晶欠陥を生
じやすいという欠点を有していた。
た膜厚は中央に比べて端の方が薄いという欠点を有し、
また温度差による結晶学的スリップなどの結晶欠陥を生
じやすいという欠点を有していた。
発明の目的
本発明は、上記欠点に鑑み赤外線ランプを用いて、簡単
な構成で、半導体基板上の温度分布を均一にすることに
より、膜の厚さ、および比抵抗の均一性、スリップの減
少等、温度均一性に関する問題を解決するだめの赤外線
加熱装置を提供することにある。
な構成で、半導体基板上の温度分布を均一にすることに
より、膜の厚さ、および比抵抗の均一性、スリップの減
少等、温度均一性に関する問題を解決するだめの赤外線
加熱装置を提供することにある。
発明の構成
本発明は半導体基板を配置させる支持具と、前記支持具
を加熱するだめの赤外線ランプと、前記支持具と前記赤
外線ランプの間に位置し、赤外光を透過することのでき
る材質よりなり、かつ入射した光を屈折させて光の入射
強度分布を補正する光学補正レンズとからなり、半導体
ウェハの外周部分が中心より多くの光量を受けることに
より、半導体基板上の温度分布を均一にし、均一な膜厚
を成長させるという特有の効果を有する。
を加熱するだめの赤外線ランプと、前記支持具と前記赤
外線ランプの間に位置し、赤外光を透過することのでき
る材質よりなり、かつ入射した光を屈折させて光の入射
強度分布を補正する光学補正レンズとからなり、半導体
ウェハの外周部分が中心より多くの光量を受けることに
より、半導体基板上の温度分布を均一にし、均一な膜厚
を成長させるという特有の効果を有する。
実施例の説明
以下に本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。第２図は本発明の一実施例の反応室の断面図で
ある。反応室９は、内部に水冷溝１ｏが施されたステン
レスより成る壁面部材１１と上部開閉ブロック１２とか
ら構成されている。
明する。第２図は本発明の一実施例の反応室の断面図で
ある。反応室９は、内部に水冷溝１ｏが施されたステン
レスより成る壁面部材１１と上部開閉ブロック１２とか
ら構成されている。
この上部開閉ブロック１２には、内部に赤外線ランプヒ
ーターユニット１３が設置されている。赤外線ランプヒ
ーターユニット１３は、赤外線ランプ１４と、赤外線ラ
ンプ１４０反射光を平行光線として反射させる反射鏡１
６とからなる。まだこの反応室９の一端にはガス供給装
置（図示せず）から伸びだガス供給管１６が結合され、
更に他端にはガス排気管１７が結合されている。反応室
９の内部には半導体基板１８ｆ：載置するためのサセプ
タ１９が設置されている。更に、赤外線ランプヒーター
ユニット１３とサセプタ１９の間に、透明石英ガラスか
らなる光学補正レンズ２０が固定具２１により固定され
ている。この光学補正レンズ２０の形状は、上面の中央
部分が凹面となり、ナの凹面部分の直径が半導体基板１
８の直径より小さく設計されている。
ーターユニット１３が設置されている。赤外線ランプヒ
ーターユニット１３は、赤外線ランプ１４と、赤外線ラ
ンプ１４０反射光を平行光線として反射させる反射鏡１
６とからなる。まだこの反応室９の一端にはガス供給装
置（図示せず）から伸びだガス供給管１６が結合され、
更に他端にはガス排気管１７が結合されている。反応室
９の内部には半導体基板１８ｆ：載置するためのサセプ
タ１９が設置されている。更に、赤外線ランプヒーター
ユニット１３とサセプタ１９の間に、透明石英ガラスか
らなる光学補正レンズ２０が固定具２１により固定され
ている。この光学補正レンズ２０の形状は、上面の中央
部分が凹面となり、ナの凹面部分の直径が半導体基板１
８の直径より小さく設計されている。
以上のように構成されたエピタキシャル装置について以
下その動作を説明すると、光学補正レンズ２ｏは第３図
に示すように、入射面の中央部が凹面となっていて光を
発散するような適当な曲率に設計されている。そのだめ
凹面部に垂直に入射した光は屈折し、サセプタ１９上の
半導体基板１８の全面に入射する。また半導体基板１８
の周囲では、凹面部以外を直進した光も受けることにな
り、その結果、半導体基板１８の周囲が中心に比べて、
より多くの光量を受ける。
下その動作を説明すると、光学補正レンズ２ｏは第３図
に示すように、入射面の中央部が凹面となっていて光を
発散するような適当な曲率に設計されている。そのだめ
凹面部に垂直に入射した光は屈折し、サセプタ１９上の
半導体基板１８の全面に入射する。また半導体基板１８
の周囲では、凹面部以外を直進した光も受けることにな
り、その結果、半導体基板１８の周囲が中心に比べて、
より多くの光量を受ける。
以上のように、光学補正レンズ２０を赤外線ランプヒー
ターユニット１３とサセプタ１９との間に配置すること
によって、半導体基板１８上の温度分布の均一性が向上
し、かつ均一なエピタキシャル成長膜を得ることができ
る。
ターユニット１３とサセプタ１９との間に配置すること
によって、半導体基板１８上の温度分布の均一性が向上
し、かつ均一なエピタキシャル成長膜を得ることができ
る。
なお本実施例において、光学補正レンズは、部分的に凹
面を有するものとしたが、サセプタ上で希望の光強度分
布を得ることができるように非球面等様々の設計が可能
である。
面を有するものとしたが、サセプタ上で希望の光強度分
布を得ることができるように非球面等様々の設計が可能
である。
また本実施例では光学補正レンズの材質は透明石英ガラ
スとしたが、赤外光を透過し耐熱性があればどのような
材質のものでもよい。さらに本実施例では反応室窓部材
と光学補正レンズを一体に形成したが、別々に形成して
も良い。
スとしたが、赤外光を透過し耐熱性があればどのような
材質のものでもよい。さらに本実施例では反応室窓部材
と光学補正レンズを一体に形成したが、別々に形成して
も良い。
また本実施例では、エピタキシャル成長に適用したもの
であるが、エピタキシャル成長に限らず、他の気相成長
にもまたアニール装置にも適用できることはいうまでも
ない。
であるが、エピタキシャル成長に限らず、他の気相成長
にもまたアニール装置にも適用できることはいうまでも
ない。
発明の効果
以上のように本発明は、光学補正レンズを赤外線ランプ
とサセプタとの間に配置することによって、半導体基板
表面の均一な温度分布を得ることができ、その結果半導
体基板上に均一な膜を成長させたリアニールすることが
でき、結晶学的なスリップも低減しその実用的効果は大
なるものがある。
とサセプタとの間に配置することによって、半導体基板
表面の均一な温度分布を得ることができ、その結果半導
体基板上に均一な膜を成長させたリアニールすることが
でき、結晶学的なスリップも低減しその実用的効果は大
なるものがある。
第１図は、従来の赤外線ランプを用いたエピタキシャル
成長装置の断面図、第２図は本発明の一実施例における
半導体ウェハの赤外線加熱装置の断面図、第３歯は、光
学補正レンズに光が垂直に入射した場合の光の経路を示
した説明図である。 ９・・・・・・反応室、１３・・・・・赤外線ランプヒ
ーターユニット、１６・・・・・・ガス供給管、１７・
・・・・・ガス排気管、１８・・・・・・半導体基板、
１９・・・・サセプタ、２０・・・・・・光学補正レン
ズ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
成長装置の断面図、第２図は本発明の一実施例における
半導体ウェハの赤外線加熱装置の断面図、第３歯は、光
学補正レンズに光が垂直に入射した場合の光の経路を示
した説明図である。 ９・・・・・・反応室、１３・・・・・赤外線ランプヒ
ーターユニット、１６・・・・・・ガス供給管、１７・
・・・・・ガス排気管、１８・・・・・・半導体基板、
１９・・・・サセプタ、２０・・・・・・光学補正レン
ズ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
Claims (1)
- 半導体基板を配置させる支持具と、前記支持具を加熱す
るだめの赤外線ランプと、前記支持具と前記赤外線ラン
プの間に位置し、赤外光を透過することのできる材質よ
りなり、かつ入射した光を屈折させて光の入射強度分布
を補正する光学補正レンズとからなる半導体ウニ／・の
赤外線加熱装置、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59017317A JPS60161616A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 半導体ウエハの赤外線加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59017317A JPS60161616A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 半導体ウエハの赤外線加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60161616A true JPS60161616A (ja) | 1985-08-23 |
Family
ID=11940637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59017317A Pending JPS60161616A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 半導体ウエハの赤外線加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60161616A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0320971A3 (en) * | 1987-12-18 | 1990-09-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Epitaxial growth apparatus |
| US5452396A (en) * | 1994-02-07 | 1995-09-19 | Midwest Research Institute | Optical processing furnace with quartz muffle and diffuser plate |
| US5504831A (en) * | 1993-11-10 | 1996-04-02 | Micron Semiconductor, Inc. | System for compensating against wafer edge heat loss in rapid thermal processing |
| US5532457A (en) * | 1994-06-22 | 1996-07-02 | International Business Machines Corporation | Modified quartz plate to provide non-uniform light source |
| JP2002064069A (ja) * | 2000-08-17 | 2002-02-28 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置 |
| US6454863B1 (en) * | 1998-11-19 | 2002-09-24 | Asm America, Inc. | Compact process chamber for improved process uniformity |
| US7169233B2 (en) | 2003-11-21 | 2007-01-30 | Asm America, Inc. | Reactor chamber |
| CN105027270A (zh) * | 2013-03-11 | 2015-11-04 | 应用材料公司 | 用于热处理腔室的高温测量过滤器 |
| JP2016225429A (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| JP2018182153A (ja) * | 2017-04-18 | 2018-11-15 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| JP2019021828A (ja) * | 2017-07-20 | 2019-02-07 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| JP2019021738A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| KR20190104726A (ko) * | 2018-03-02 | 2019-09-11 | 주성엔지니어링(주) | 기판 처리 장치 |
| US12544727B2 (en) | 2020-01-24 | 2026-02-10 | Asm Ip Holding B.V. | Process chamber with side support |
-
1984
- 1984-02-01 JP JP59017317A patent/JPS60161616A/ja active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0320971A3 (en) * | 1987-12-18 | 1990-09-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Epitaxial growth apparatus |
| US5504831A (en) * | 1993-11-10 | 1996-04-02 | Micron Semiconductor, Inc. | System for compensating against wafer edge heat loss in rapid thermal processing |
| US5719991A (en) * | 1993-11-10 | 1998-02-17 | Micron Technology, Inc. | System for compensating against wafer edge heat loss in rapid thermal processing |
| US5452396A (en) * | 1994-02-07 | 1995-09-19 | Midwest Research Institute | Optical processing furnace with quartz muffle and diffuser plate |
| US5577157A (en) * | 1994-02-07 | 1996-11-19 | Midwest Research Institute | Optical processing furnace with quartz muffle and diffuser plate |
| US5532457A (en) * | 1994-06-22 | 1996-07-02 | International Business Machines Corporation | Modified quartz plate to provide non-uniform light source |
| US5648005A (en) * | 1994-06-22 | 1997-07-15 | International Business Machines Corporation | Modified quartz plate to provide non-uniform light source |
| US6454863B1 (en) * | 1998-11-19 | 2002-09-24 | Asm America, Inc. | Compact process chamber for improved process uniformity |
| JP2002064069A (ja) * | 2000-08-17 | 2002-02-28 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置 |
| US7169233B2 (en) | 2003-11-21 | 2007-01-30 | Asm America, Inc. | Reactor chamber |
| US9786529B2 (en) | 2013-03-11 | 2017-10-10 | Applied Materials, Inc. | Pyrometry filter for thermal process chamber |
| CN108598017B (zh) * | 2013-03-11 | 2021-12-31 | 应用材料公司 | 用于热处理腔室的高温测量过滤器 |
| CN105027270A (zh) * | 2013-03-11 | 2015-11-04 | 应用材料公司 | 用于热处理腔室的高温测量过滤器 |
| CN108598017A (zh) * | 2013-03-11 | 2018-09-28 | 应用材料公司 | 用于热处理腔室的高温测量过滤器 |
| US10147623B2 (en) | 2013-03-11 | 2018-12-04 | Applied Materials, Inc. | Pyrometry filter for thermal process chamber |
| JP2016225429A (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| US10153184B2 (en) | 2015-05-29 | 2018-12-11 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Light irradiation type heat treatment apparatus |
| JP2018182153A (ja) * | 2017-04-18 | 2018-11-15 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| US12230518B2 (en) | 2017-04-18 | 2025-02-18 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Light irradiation type heat treatment apparatus |
| JP2019021738A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| US11328941B2 (en) | 2017-07-14 | 2022-05-10 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Light irradiation type heat treatment apparatus |
| JP2019021828A (ja) * | 2017-07-20 | 2019-02-07 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| KR20190104726A (ko) * | 2018-03-02 | 2019-09-11 | 주성엔지니어링(주) | 기판 처리 장치 |
| US12544727B2 (en) | 2020-01-24 | 2026-02-10 | Asm Ip Holding B.V. | Process chamber with side support |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240044004A1 (en) | Multi zone spot heating in epi | |
| KR0181942B1 (ko) | 반도체 가공용 내압 열반응로 시스템 | |
| US6454863B1 (en) | Compact process chamber for improved process uniformity | |
| US6720531B1 (en) | Light scattering process chamber walls | |
| US6617247B2 (en) | Method of processing a semiconductor wafer in a reaction chamber with a rotating component | |
| US4533820A (en) | Radiant heating apparatus | |
| KR910007109B1 (ko) | 화학증기증착 반응기용 반사장치 | |
| US9029739B2 (en) | Apparatus and methods for rapid thermal processing | |
| TWI632355B (zh) | 用於熱處理腔室中的設備及用於處理基板的系統 | |
| JP3972379B2 (ja) | 加熱炉 | |
| JPS5936927A (ja) | 半導体気相成長装置 | |
| JPS60189927A (ja) | 気相反応容器 | |
| JPS594434A (ja) | 気相反応装置 | |
| JPS62101021A (ja) | 半導体製造装置 | |
| EP0162111A1 (en) | Method and apparatus for chemical vapor deposition | |
| JPH0323629A (ja) | 半導体素子製造装置 | |
| KR920008036B1 (ko) | 광화학 증착 및 급속열처리 장치용 진공 반응로 | |
| JPH0545052B2 (ja) | ||
| KR20030059745A (ko) | 반사기를 이용한 웨이퍼 온도 보상기 | |
| JPH0518452B2 (ja) | ||
| JPS60189924A (ja) | 気相反応容器 | |
| JPH01152718A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH03207861A (ja) | 加熱装置 | |
| JP2716116B2 (ja) | 光照射加熱炉 | |
| JPH08139046A (ja) | 熱処理装置 |