JPS63257221A - ランプアニ−ル装置 - Google Patents
ランプアニ−ル装置Info
- Publication number
- JPS63257221A JPS63257221A JP62092217A JP9221787A JPS63257221A JP S63257221 A JPS63257221 A JP S63257221A JP 62092217 A JP62092217 A JP 62092217A JP 9221787 A JP9221787 A JP 9221787A JP S63257221 A JPS63257221 A JP S63257221A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- lamp annealing
- annealing apparatus
- heat
- lamp
- 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
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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
- 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
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
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、ハロゲンランプ光を用いて半導体ウェーハを
加熱するランプアニール装置に関する。
加熱するランプアニール装置に関する。
半導体素子の微細化高密度化がすすむにつれて、スケー
リング則の要請から半導体トランジスタの拡散層の深さ
くｘｊ）は０．２〜０．３μｍ程度に深くする必要が生
じてきた。この拡散層はイオン注入法で不純物を半導体
ウェーハ（以下単にウェーハという）内に導入した後、
このウェーハを９００〜１０００℃程度に加熱して形成
する。イオン注入でウェーハ内に導入した不純物は電気
的に活性ではなく、半導体素子の不純物層として用いる
ことは不可能である。この不純物を電気的に活性化させ
るために９００〜１０００℃にウェーハを加熱するので
あるが、この加熱時間中に導入した不純物が熱拡散しｘ
ｊが深くならない様に数十秒以内に加熱処理を完了させ
るためにランプアニール装置が用いられる。抵抗加熱炉
を用いた炉アニールでは、最も短い実用的アニール時間
は１０分程度であり、このアニール間の不純物の熱拡散
の深さは大きくなり、０．２〜０，３μｍの深さを有す
る拡散層を形成することは実現不能である。
リング則の要請から半導体トランジスタの拡散層の深さ
くｘｊ）は０．２〜０．３μｍ程度に深くする必要が生
じてきた。この拡散層はイオン注入法で不純物を半導体
ウェーハ（以下単にウェーハという）内に導入した後、
このウェーハを９００〜１０００℃程度に加熱して形成
する。イオン注入でウェーハ内に導入した不純物は電気
的に活性ではなく、半導体素子の不純物層として用いる
ことは不可能である。この不純物を電気的に活性化させ
るために９００〜１０００℃にウェーハを加熱するので
あるが、この加熱時間中に導入した不純物が熱拡散しｘ
ｊが深くならない様に数十秒以内に加熱処理を完了させ
るためにランプアニール装置が用いられる。抵抗加熱炉
を用いた炉アニールでは、最も短い実用的アニール時間
は１０分程度であり、このアニール間の不純物の熱拡散
の深さは大きくなり、０．２〜０，３μｍの深さを有す
る拡散層を形成することは実現不能である。
しかし従来用いられているランプアニール装置は、抵抗
加熱炉を用いた類アニールに比べて加熱のウェーへ面内
均−性が不十分であり、その結果注入された不純物の活
性化率がウェーハ面内で一様とならない。
加熱炉を用いた類アニールに比べて加熱のウェーへ面内
均−性が不十分であり、その結果注入された不純物の活
性化率がウェーハ面内で一様とならない。
以下第５図を用いて説明する。第５図は６インチのＳｉ
ウェーハの層抵抗（ρＳ）の半径方向分布を示す分布図
であり、横軸はウェーハ中心がらの距離、縦軸はρＳの
平均値アｓで規格化したｐｓの値である。基板は（１０
０）のｎ型シリコン基板、イオン注入はＩＩＢ＋を注入
エネルギー６０ｋｅＶ、ドーズ量Ｉ Ｘ １０１５／ｃ
ｍ２で行なったものである。
ウェーハの層抵抗（ρＳ）の半径方向分布を示す分布図
であり、横軸はウェーハ中心がらの距離、縦軸はρＳの
平均値アｓで規格化したｐｓの値である。基板は（１０
０）のｎ型シリコン基板、イオン注入はＩＩＢ＋を注入
エネルギー６０ｋｅＶ、ドーズ量Ｉ Ｘ １０１５／ｃ
ｍ２で行なったものである。
第５図に示したように、ランプアニールで活性化したも
のは中心部に比べて周囲のρＳが高い。
のは中心部に比べて周囲のρＳが高い。
一方、類アニールで活性化したものは中心部と周辺部で
ρＳの差はなく、また面内のρＳ値のばらつきは±１％
以下である。
ρＳの差はなく、また面内のρＳ値のばらつきは±１％
以下である。
ランプアニールで周辺部のρ５が高い傾向を示すのは、
加熱時に周辺部の温度が中央部に比べて低いためで、そ
のρＳのばらつきは±１０％程度である。これは以下の
理由によると考えられる。
加熱時に周辺部の温度が中央部に比べて低いためで、そ
のρＳのばらつきは±１０％程度である。これは以下の
理由によると考えられる。
第４図に示す様に、従来用いられるアニール装置では、
ハロゲンランプ１から放出される光は直接、あるいは反
射板２に反射された後、単位面積当りの光強度がほぼ一
定となりくもりガラス３に達し、更にくもりガラス３を
透過した後、光強度がより一様化されウェーハ支持台４
Ｂで保持されたウェーハ５に達する。ウェーハ５に達す
る光強度はほぼ一定であるが、ウェーハ１から放出され
る放射熱１０は矢印で示すようにウェーハ１の周辺部で
大きいなめ、ウェーハ１の温度は周辺部が中央部に比べ
て低くなる。
ハロゲンランプ１から放出される光は直接、あるいは反
射板２に反射された後、単位面積当りの光強度がほぼ一
定となりくもりガラス３に達し、更にくもりガラス３を
透過した後、光強度がより一様化されウェーハ支持台４
Ｂで保持されたウェーハ５に達する。ウェーハ５に達す
る光強度はほぼ一定であるが、ウェーハ１から放出され
る放射熱１０は矢印で示すようにウェーハ１の周辺部で
大きいなめ、ウェーハ１の温度は周辺部が中央部に比べ
て低くなる。
上述した従来のランプアニール装置では被加熱ウェーハ
の周辺部の熱放出が中央部に比べて大きいため、ウェー
ハ全体を均一に加熱できないという欠点があった。
の周辺部の熱放出が中央部に比べて大きいため、ウェー
ハ全体を均一に加熱できないという欠点があった。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、ウェーハ全体を均
一に加熱することのできるランプアニール装置を提供す
ることにある。
一に加熱することのできるランプアニール装置を提供す
ることにある。
本発明のランプアニール装置は、半導体ウェーハを載置
するウェーハ支持台と、前記半導体ウェーへの表面及び
裏面を加熱するハロゲンランプとを有するランプアニー
ル装置であって、前記ウェーハ支持台は表面に複数の突
起を有しかつ載置する半導体ウェーハの半径より小さい
半径を有する石英板より形成されているものである。
するウェーハ支持台と、前記半導体ウェーへの表面及び
裏面を加熱するハロゲンランプとを有するランプアニー
ル装置であって、前記ウェーハ支持台は表面に複数の突
起を有しかつ載置する半導体ウェーハの半径より小さい
半径を有する石英板より形成されているものである。
以下、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図である。
第１図において、ウェーハ５を載置するウェーハ支持台
４は、表面に複数の突起６を有し、ウェーハ１より小さ
い半径を有する石英板より形成されている。
４は、表面に複数の突起６を有し、ウェーハ１より小さ
い半径を有する石英板より形成されている。
ハロゲンランプ１から放出された光は、直接または反射
板２に反射された後、くもりガラス３に達する０反射板
２はくもりガラス３に達する光の単位面積当りの光強度
がほぼ一定になる様放物面状に加工されている。くもり
ガラス３に達したランプ光はこのくもりガラス３を透過
する際、散乱により一様になる。くもりガラス３を透過
した光はウェーハ支持台４に支持されたウェーハ５に達
し、このウェーハ５を加熱する。ウェーハ５の周辺部か
らの放出熱は矢印で示した放射熱１０のみであるのに対
し、ウェーハ中央部からの放出熱は放射熱１０と突起部
６への伝導熱１１との和となりウェーハ単位面積からの
放射熱は周辺部、中央部によらず一定となる。その結果
ウェーハ５を均一に加熱することが可能となる。
板２に反射された後、くもりガラス３に達する０反射板
２はくもりガラス３に達する光の単位面積当りの光強度
がほぼ一定になる様放物面状に加工されている。くもり
ガラス３に達したランプ光はこのくもりガラス３を透過
する際、散乱により一様になる。くもりガラス３を透過
した光はウェーハ支持台４に支持されたウェーハ５に達
し、このウェーハ５を加熱する。ウェーハ５の周辺部か
らの放出熱は矢印で示した放射熱１０のみであるのに対
し、ウェーハ中央部からの放出熱は放射熱１０と突起部
６への伝導熱１１との和となりウェーハ単位面積からの
放射熱は周辺部、中央部によらず一定となる。その結果
ウェーハ５を均一に加熱することが可能となる。
上述した第１の実施例によりウェーハを加熱し、イオン
注入不純物の加熱活性化を行なった場合の６インチＳＬ
ウェーハの層抵抗ρＳの半径方向の分布を第３図に示す
。
注入不純物の加熱活性化を行なった場合の６インチＳＬ
ウェーハの層抵抗ρＳの半径方向の分布を第３図に示す
。
第３図に示したように、ρＳはウェーハ面内でほぼ一定
であり、第５図に示した従来のハロゲンランプアニール
装置でみられた様な周辺部でのρ５の上昇は無かった。
であり、第５図に示した従来のハロゲンランプアニール
装置でみられた様な周辺部でのρ５の上昇は無かった。
またρＳのばらつきはウェーハ面内で±３％以下となり
従来のランプアニール装置に比べてばらつきは大きく改
善された。
従来のランプアニール装置に比べてばらつきは大きく改
善された。
第２図は本発明の第２の実施例を示す断面図である。ウ
ェーハ支持台４Ａ以外は第１の実施例と同じである。
ェーハ支持台４Ａ以外は第１の実施例と同じである。
すなわち第２の実施例では基板支持台４Ａとして、特に
第１の実施例で用いた様に一定密度で突起を有する石英
板を用いず、目の荒いすりガラスを用いる。すりガラス
からなるウェーハ支持台４Ａ表面のウェーハ５に接触す
る点は全く乱雑であるが、平均するとその接触点密度は
第１の実施例とほぼ等しくなっており、更に接触点間の
平均距離はシリコン基板の熱の拡散長より小さくなって
いる。従って、第１の実施例で説明したのと同じく、ウ
ェーハ５からの放出熱はウェーハからの放射熱１０と突
起部への伝導熱１１の和となり、やはり、ウェーハ中心
部と周辺部の放出熱が等しくなる。本第２の実施例では
比較的廉価にウェーハ支持台を作製できる。
第１の実施例で用いた様に一定密度で突起を有する石英
板を用いず、目の荒いすりガラスを用いる。すりガラス
からなるウェーハ支持台４Ａ表面のウェーハ５に接触す
る点は全く乱雑であるが、平均するとその接触点密度は
第１の実施例とほぼ等しくなっており、更に接触点間の
平均距離はシリコン基板の熱の拡散長より小さくなって
いる。従って、第１の実施例で説明したのと同じく、ウ
ェーハ５からの放出熱はウェーハからの放射熱１０と突
起部への伝導熱１１の和となり、やはり、ウェーハ中心
部と周辺部の放出熱が等しくなる。本第２の実施例では
比較的廉価にウェーハ支持台を作製できる。
以上説明したように本発明は、ウェーハを載置するウェ
ーハ支持台を、表面に複数の突起を有し、ウェーハの半
径より小さい半径を有する石英板から形成することによ
り、ウェーハ全体を均一に加熱できる効果がある。従っ
て半導体装置の歩留りは向上する。
ーハ支持台を、表面に複数の突起を有し、ウェーハの半
径より小さい半径を有する石英板から形成することによ
り、ウェーハ全体を均一に加熱できる効果がある。従っ
て半導体装置の歩留りは向上する。
第１図は本発明の第１の実施例の断面図、第２図は本発
明の第２の実施例の断面図、第３図は第１の実施例を用
いて熱処理したウェーハのρ５の分布を示す図、第４図
は従来のランプアニール装置の構造を示す断面図、第５
図は従来のランプアニール装置により熱処理したウェー
ハのρ５の分布を示す図である。 １・・・ハロゲンランプ、２・・・反射板、３・・・く
もりガラス、４．４Ａ、４Ｂ・・・ウェーハ支持台、５
・・・ウェーハ、６・・・突起、１０・・・放射熱、１
１・・・伝導熱。 代理人 弁理士 内 原 音べ 牛 ２ 図 塀 濠 ｏ ２，３ ．５０ ７５’７エーハ’７
１５ρ゛らっ距＃ｔ （置火）牛３ 図 第４ ワ ー、ｅ ０ ２５ 兄 ７５ウ工−八寸′ｌ
巴幻′らのΣＥ蝕昏（／１１Ａジ第、Ｓ図
明の第２の実施例の断面図、第３図は第１の実施例を用
いて熱処理したウェーハのρ５の分布を示す図、第４図
は従来のランプアニール装置の構造を示す断面図、第５
図は従来のランプアニール装置により熱処理したウェー
ハのρ５の分布を示す図である。 １・・・ハロゲンランプ、２・・・反射板、３・・・く
もりガラス、４．４Ａ、４Ｂ・・・ウェーハ支持台、５
・・・ウェーハ、６・・・突起、１０・・・放射熱、１
１・・・伝導熱。 代理人 弁理士 内 原 音べ 牛 ２ 図 塀 濠 ｏ ２，３ ．５０ ７５’７エーハ’７
１５ρ゛らっ距＃ｔ （置火）牛３ 図 第４ ワ ー、ｅ ０ ２５ 兄 ７５ウ工−八寸′ｌ
巴幻′らのΣＥ蝕昏（／１１Ａジ第、Ｓ図
Claims (1)
- 半導体ウェーハを載置するウェーハ支持台と、前記半導
体ウェーハの表面及び裏面を加熱するハロゲンランプと
を有するランプアニール装置において、前記ウェーハ支
持台は表面に複数の突起を有しかつ載置する半導体ウェ
ーハの半径より小さい半径を有する石英板より形成され
ていることを特徴とするランプアニール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62092217A JPS63257221A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | ランプアニ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62092217A JPS63257221A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | ランプアニ−ル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63257221A true JPS63257221A (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=14048275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62092217A Pending JPS63257221A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | ランプアニ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63257221A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5970213A (en) * | 1993-03-02 | 1999-10-19 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Aktiengesellscaft | Apparatus for heating a transparent substrate utilizing an incandescent lamp and a heating disk emitting infrared wavelengths |
| US6449428B2 (en) * | 1998-12-11 | 2002-09-10 | Mattson Technology Corp. | Gas driven rotating susceptor for rapid thermal processing (RTP) system |
| JP2003519441A (ja) * | 1999-07-30 | 2003-06-17 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 多層構造体を温度処理するための装置および方法、並びにその種の多層構造体 |
| JP2006278806A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
| US7218847B2 (en) * | 2003-10-24 | 2007-05-15 | Ushio Denki Kabushiki Kasiha | Heating unit for heating a workpiece with light-absorbing heat conducting layer |
-
1987
- 1987-04-14 JP JP62092217A patent/JPS63257221A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5970213A (en) * | 1993-03-02 | 1999-10-19 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Aktiengesellscaft | Apparatus for heating a transparent substrate utilizing an incandescent lamp and a heating disk emitting infrared wavelengths |
| US6449428B2 (en) * | 1998-12-11 | 2002-09-10 | Mattson Technology Corp. | Gas driven rotating susceptor for rapid thermal processing (RTP) system |
| JP2003519441A (ja) * | 1999-07-30 | 2003-06-17 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 多層構造体を温度処理するための装置および方法、並びにその種の多層構造体 |
| US7218847B2 (en) * | 2003-10-24 | 2007-05-15 | Ushio Denki Kabushiki Kasiha | Heating unit for heating a workpiece with light-absorbing heat conducting layer |
| JP2006278806A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
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