JPS6331095B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6331095B2 JPS6331095B2 JP57111499A JP11149982A JPS6331095B2 JP S6331095 B2 JPS6331095 B2 JP S6331095B2 JP 57111499 A JP57111499 A JP 57111499A JP 11149982 A JP11149982 A JP 11149982A JP S6331095 B2 JPS6331095 B2 JP S6331095B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- semiconductor wafer
- temperature
- outer periphery
- light
- 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
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体ウエハーを光照射で加熱する方
法に関する。
法に関する。
最近、半導体ウエハー（以下単に「ウエハー」
という。）への不純物の導入方法として、不純物
濃度、接合の深さを精密に制御し得ることから、
不純物をイオン状態にして加速してウエハーに打
ち込むイオン注入法が使用されてきている。この
イオン注入法においては、イオンが注入された後
のウエハーの表面における結晶状態が変化して荒
れたものとなるため、この荒れを消失せしめて良
好な表面状態とするために、イオン注入後約1000
℃またはそれ以上の温度にウエハーを加熱処理す
る必要があり、この加熱処理は、注入された不純
物の深さ方向の濃度分布が熱拡散により変化しな
いように短時間で行なわなければならない。ま
た、生産性を向上させるためにもウエハーの急速
加熱、急速冷却が要請されている。
という。）への不純物の導入方法として、不純物
濃度、接合の深さを精密に制御し得ることから、
不純物をイオン状態にして加速してウエハーに打
ち込むイオン注入法が使用されてきている。この
イオン注入法においては、イオンが注入された後
のウエハーの表面における結晶状態が変化して荒
れたものとなるため、この荒れを消失せしめて良
好な表面状態とするために、イオン注入後約1000
℃またはそれ以上の温度にウエハーを加熱処理す
る必要があり、この加熱処理は、注入された不純
物の深さ方向の濃度分布が熱拡散により変化しな
いように短時間で行なわなければならない。ま
た、生産性を向上させるためにもウエハーの急速
加熱、急速冷却が要請されている。
このような要請により、最近、ウエハーを光照
射で加熱する方法が開発され、この方法によれ
ば、わずか数秒間という短時間で1000℃〜1400℃
まで昇温が可能である。
射で加熱する方法が開発され、この方法によれ
ば、わずか数秒間という短時間で1000℃〜1400℃
まで昇温が可能である。
しかしながら、ウエハー、例えば単結晶シリコ
ンをこれに単に光照射することにより、数秒間以
内の短時間において、温度1000℃前後の処理温度
に昇温せしめ更にこの処理温度に保つという加熱
処理を施す場合には、昇温時及び処理温度時にお
いてウエハーにおける外周近傍部と中央部との間
に比較的大きな温度差が生じ、この温度差が原因
となつてウエハーに後の処理工程で支障をきたす
ような大きな「反り」が発生し、更には「スリツ
プライン」と呼ばれる損傷が発生することが分つ
た。
ンをこれに単に光照射することにより、数秒間以
内の短時間において、温度1000℃前後の処理温度
に昇温せしめ更にこの処理温度に保つという加熱
処理を施す場合には、昇温時及び処理温度時にお
いてウエハーにおける外周近傍部と中央部との間
に比較的大きな温度差が生じ、この温度差が原因
となつてウエハーに後の処理工程で支障をきたす
ような大きな「反り」が発生し、更には「スリツ
プライン」と呼ばれる損傷が発生することが分つ
た。
これは、ウエハーの厚さは普通0.5mm前後程度
と非常に薄く、厚さ方向における温度分布は、時
間的には10-3秒の桁の程度で緩和されるので実質
的には悪影響を及ぼすことはないが、ウエハーの
面に沿つた方向における温度分布は、たとえウエ
ハーの表面を均一な照射エネルギー密度で光照射
しても、ウエハーの外周近傍部からの熱放散がウ
エハーの中央部からの熱放散よりも相当大きいの
で、昇温時においてはウエハーの外周近傍部の温
度がウエハーの中央部の温度に追従できず、処理
温度時においてもウエハーの外周近傍部の温度が
ウエハーの中央部の温度にまで達することがな
く、結局ウエハーの外周近傍部の温度はウエハー
の中央部の温度より相当に低くなつてしまうから
である。
と非常に薄く、厚さ方向における温度分布は、時
間的には10-3秒の桁の程度で緩和されるので実質
的には悪影響を及ぼすことはないが、ウエハーの
面に沿つた方向における温度分布は、たとえウエ
ハーの表面を均一な照射エネルギー密度で光照射
しても、ウエハーの外周近傍部からの熱放散がウ
エハーの中央部からの熱放散よりも相当大きいの
で、昇温時においてはウエハーの外周近傍部の温
度がウエハーの中央部の温度に追従できず、処理
温度時においてもウエハーの外周近傍部の温度が
ウエハーの中央部の温度にまで達することがな
く、結局ウエハーの外周近傍部の温度はウエハー
の中央部の温度より相当に低くなつてしまうから
である。
このようにウエハーに大きな「反り」が発生す
ると、後の処理工程例えばフオトエツチング処理
工程においてパターン像が乱れるため支障をきた
し、また「スリツプライン」が発生すると、ウエ
ハーそのものが半導体材料として使用し得ない無
価値なものとなり重大な損失を招くこととなる。
ると、後の処理工程例えばフオトエツチング処理
工程においてパターン像が乱れるため支障をきた
し、また「スリツプライン」が発生すると、ウエ
ハーそのものが半導体材料として使用し得ない無
価値なものとなり重大な損失を招くこととなる。
本発明は斯かる観点からなされたものであつ
て、半導体ウエハーを光照射で加熱する方法にお
いて、後の処理工程に支障をきたすような大きな
「反り」及び「スリツプライン」のような損傷が
生じないような加熱方法を提供することを目的と
し、その特徴とするところは、半導体ウエハーを
光照射で加熱する方法において、半導体ウエハー
の一面に光を照射して加熱するに際し、ハロゲン
電球やモリブデンヒーターの如き、外部電源で発
熱する補助加熱源を半導体ウエハーの他面側の位
置において当該半導体ウエハーの外周近傍部の他
面を臨むむう配置し、前記補助加熱源で半導体ウ
エハーの主に外周近傍部を補助的に加熱しながら
若しくは加熱しておいて、半導体ウエハーの一面
に光を照射することにある。
て、半導体ウエハーを光照射で加熱する方法にお
いて、後の処理工程に支障をきたすような大きな
「反り」及び「スリツプライン」のような損傷が
生じないような加熱方法を提供することを目的と
し、その特徴とするところは、半導体ウエハーを
光照射で加熱する方法において、半導体ウエハー
の一面に光を照射して加熱するに際し、ハロゲン
電球やモリブデンヒーターの如き、外部電源で発
熱する補助加熱源を半導体ウエハーの他面側の位
置において当該半導体ウエハーの外周近傍部の他
面を臨むむう配置し、前記補助加熱源で半導体ウ
エハーの主に外周近傍部を補助的に加熱しながら
若しくは加熱しておいて、半導体ウエハーの一面
に光を照射することにある。
以下図面を参照しながら本発明方法の一実施例
を説明する。
を説明する。
第１図は、光照射炉内に配置されたウエハー１
を上方から見た加熱方法の説明図、第２図は、第
１図を側方から見た説明図であつて、図には示さ
れていないがウエハー１の下方には、消費電力
1.5KWの棒状のハロゲン電球12本を一平面上に
近接して並べて成る面光源が配置され、この面光
源によりウエハー１の表面における照射エネルギ
ー密度が均一となり且つウエハー１の表面温度が
ウエハー１の中央部１ａで約1250℃になるように
ウエハー１が光照射されるようになつている。ウ
エハー１は直径４インチの円板状であつてホウ素
をイオン注入した単結晶シリコンより成るもので
ある。
を上方から見た加熱方法の説明図、第２図は、第
１図を側方から見た説明図であつて、図には示さ
れていないがウエハー１の下方には、消費電力
1.5KWの棒状のハロゲン電球12本を一平面上に
近接して並べて成る面光源が配置され、この面光
源によりウエハー１の表面における照射エネルギ
ー密度が均一となり且つウエハー１の表面温度が
ウエハー１の中央部１ａで約1250℃になるように
ウエハー１が光照射されるようになつている。ウ
エハー１は直径４インチの円板状であつてホウ素
をイオン注入した単結晶シリコンより成るもので
ある。
２は環状の石英ガラス製の封体を具えた、ハロ
ゲン電球若しくは赤外線電球などより成る補助加
熱源であつて、その封体内部にフイラメント２ｂ
を具えており、この補助加熱源２は、ウエハー１
の外周近傍部１ｂを主として加熱するよう、ウエ
ハー１の外周近傍部１ｂの外方斜上方の位置に、
当該外周近傍部１ｂの上面を臨むよう配置する。
この補助加熱源２には石英製の爪２ａが幾つか固
定して設けられており、この爪２ａによりウエハ
ー１が支持されている。
ゲン電球若しくは赤外線電球などより成る補助加
熱源であつて、その封体内部にフイラメント２ｂ
を具えており、この補助加熱源２は、ウエハー１
の外周近傍部１ｂを主として加熱するよう、ウエ
ハー１の外周近傍部１ｂの外方斜上方の位置に、
当該外周近傍部１ｂの上面を臨むよう配置する。
この補助加熱源２には石英製の爪２ａが幾つか固
定して設けられており、この爪２ａによりウエハ
ー１が支持されている。
そして前記面光源によりウエハー１に光照射し
て加熱する際に、或いはこの光照射に先だつて、
補助加熱源２に加える電力を例えば約920Wとし
て点灯することにより、ウエハー１の外周近傍部
１ｂの上面を補助的に加熱する。
て加熱する際に、或いはこの光照射に先だつて、
補助加熱源２に加える電力を例えば約920Wとし
て点灯することにより、ウエハー１の外周近傍部
１ｂの上面を補助的に加熱する。
上記方法によれば、ウエハー１の下面が下方か
ら面光源により光照射を受けて主加熱が行なわれ
るが、ウエハー１の外周部１ｃ若しくは外周近傍
部１ｂを、その上面を臨むようその外方斜上方の
位置に配置した補助加熱源２により加熱するた
め、この補助加熱源２によりウエハー１の外周近
傍部１ｂの上面、すなわち面光源の光照射を受け
ずしかも熱放散の外周近傍部１ｂの上面が確実に
補助的に加熱され、この結果中央部１ａと外周近
傍部１ｂとの温度差が極めて小さくなつてウエハ
ー１の全体の温度が均一化されるようになり、結
局後の処理工程で支障をきたすような大きな「反
り」の発生を防止することができると共に「スリ
ツプライン」の発生を防止することができる。実
際ウエハー１の中央文１ａの温度は約1250℃とな
るのに対してウエハー１の外周近傍部１ｂの温度
は約1240℃程度となり、この外周近傍部１ｂの温
度は稍低めにはなるものの、後の処理工程で支障
をきたすような大きな「反り」が発生せず、しか
も「スリツプライン」も発生せず、ウエハー１を
良好に加熱処理することができる。そして、補助
加熱源２は、ウエハー１の面光源による光照射を
受ける面とは反対側の位置において当該半導体ウ
エハーの外周近傍部の当該反対側の面を補助的に
加熱するので、ウエハー１に照射される光を遮る
ことがなく、この点からも好ましい加熱を達成す
ることができる。ところで補助加熱源２による補
助加熱を行なわない他は上述の実施例と同様の方
法によりウエハー１の加熱処理を行なつたとこ
ろ、ウエハー１の外周近傍部１ｂの温度は約1120
℃とからなり低い値となり、後の処理工程に支障
をきすような大きな「反り」が発生し、しかもウ
エハ１の周辺に「スリツプライン」の発生が認め
られた。
ら面光源により光照射を受けて主加熱が行なわれ
るが、ウエハー１の外周部１ｃ若しくは外周近傍
部１ｂを、その上面を臨むようその外方斜上方の
位置に配置した補助加熱源２により加熱するた
め、この補助加熱源２によりウエハー１の外周近
傍部１ｂの上面、すなわち面光源の光照射を受け
ずしかも熱放散の外周近傍部１ｂの上面が確実に
補助的に加熱され、この結果中央部１ａと外周近
傍部１ｂとの温度差が極めて小さくなつてウエハ
ー１の全体の温度が均一化されるようになり、結
局後の処理工程で支障をきたすような大きな「反
り」の発生を防止することができると共に「スリ
ツプライン」の発生を防止することができる。実
際ウエハー１の中央文１ａの温度は約1250℃とな
るのに対してウエハー１の外周近傍部１ｂの温度
は約1240℃程度となり、この外周近傍部１ｂの温
度は稍低めにはなるものの、後の処理工程で支障
をきたすような大きな「反り」が発生せず、しか
も「スリツプライン」も発生せず、ウエハー１を
良好に加熱処理することができる。そして、補助
加熱源２は、ウエハー１の面光源による光照射を
受ける面とは反対側の位置において当該半導体ウ
エハーの外周近傍部の当該反対側の面を補助的に
加熱するので、ウエハー１に照射される光を遮る
ことがなく、この点からも好ましい加熱を達成す
ることができる。ところで補助加熱源２による補
助加熱を行なわない他は上述の実施例と同様の方
法によりウエハー１の加熱処理を行なつたとこ
ろ、ウエハー１の外周近傍部１ｂの温度は約1120
℃とからなり低い値となり、後の処理工程に支障
をきすような大きな「反り」が発生し、しかもウ
エハ１の周辺に「スリツプライン」の発生が認め
られた。
本発明は、以上の実施例からも理解されるよう
に、外周近傍部１ｂからの熱放散による温度低下
を相殺するように、外部電源で発熱する補助加熱
源を半導体ウエハーにおいて温度が最も低くなる
部分である、外周近傍部の光照射を受ける面とは
反対側の面を臨むよう配置し、当該外周近傍部１
ｂの当該反対側の面を補助的に加熱してやり、中
央部と外周近傍部との温度差を小さくし、ウエハ
ー全面の温度を均一化することによつて、後の処
理工程に支障をきたす大きな「反り」及び「スリ
ツプライン」の発生を防止しようとするものであ
る。
に、外周近傍部１ｂからの熱放散による温度低下
を相殺するように、外部電源で発熱する補助加熱
源を半導体ウエハーにおいて温度が最も低くなる
部分である、外周近傍部の光照射を受ける面とは
反対側の面を臨むよう配置し、当該外周近傍部１
ｂの当該反対側の面を補助的に加熱してやり、中
央部と外周近傍部との温度差を小さくし、ウエハ
ー全面の温度を均一化することによつて、後の処
理工程に支障をきたす大きな「反り」及び「スリ
ツプライン」の発生を防止しようとするものであ
る。
以上本発明方法の具体的一実施例を説明した
が、本発明はこれに限定されず種々変更を加える
ことができる。例えば補助加熱源２は、第３図に
示すように、複数例えば４つに分割した補助加熱
源２１，２２，２３，２４をそれぞれ対称的にウ
エハー１の外周近傍部１ｂの光照射を受ける面と
は反対側の面を臨むよう配置してもよい。この場
合、補助加熱源２１，２２，２３，２４の各々は
互に電気的に独立したものであつてもよいし、或
いは互に電気的に接続されたものであつてもよ
い。またウエハー１の支持と補助加熱源２の支持
は全く別個の支持機構により支持するようにして
もよい。そして光照射によるウエハー加熱は、一
般的にはアルゴンのような不活性ガス雰囲気また
は真空内で行なわれるので、補助加熱源は電球類
に限ることなく、SiO2のコーテイングを施した
モリブデンヒーターのような金属類の抵抗発熱体
を利用してもよく、補助加熱源の出力は、その消
費電力に応じて自己発熱するものであれば良い。
が、本発明はこれに限定されず種々変更を加える
ことができる。例えば補助加熱源２は、第３図に
示すように、複数例えば４つに分割した補助加熱
源２１，２２，２３，２４をそれぞれ対称的にウ
エハー１の外周近傍部１ｂの光照射を受ける面と
は反対側の面を臨むよう配置してもよい。この場
合、補助加熱源２１，２２，２３，２４の各々は
互に電気的に独立したものであつてもよいし、或
いは互に電気的に接続されたものであつてもよ
い。またウエハー１の支持と補助加熱源２の支持
は全く別個の支持機構により支持するようにして
もよい。そして光照射によるウエハー加熱は、一
般的にはアルゴンのような不活性ガス雰囲気また
は真空内で行なわれるので、補助加熱源は電球類
に限ることなく、SiO2のコーテイングを施した
モリブデンヒーターのような金属類の抵抗発熱体
を利用してもよく、補助加熱源の出力は、その消
費電力に応じて自己発熱するものであれば良い。
以上のように本発明方法は、半導体ウエハーの
一面に光を照射して加熱するに際し、ハロゲン電
球やモリブデンヒーターの如き、外部電源で発熱
する補助加熱源を半導体ウエハーの他面側の位置
において当該半導体ウエハーの外周近傍部の他面
を臨むよう配置し、前記補助加熱源で半導体ウエ
ハーの主に外周近傍部を補助的に加熱しながら若
しくは加熱しておいて、半導体ウエハーの一面に
光を照射することにより、半導体ウエハーを光照
射で加熱する方法であるから、ウエハー面上の温
度分布の均一性を改善し、後の処理工程に支障を
きたす大きな「反り」及び「スリツプライン」に
ような損傷を抑制することができ、実用上の価値
は極めて大きい。
一面に光を照射して加熱するに際し、ハロゲン電
球やモリブデンヒーターの如き、外部電源で発熱
する補助加熱源を半導体ウエハーの他面側の位置
において当該半導体ウエハーの外周近傍部の他面
を臨むよう配置し、前記補助加熱源で半導体ウエ
ハーの主に外周近傍部を補助的に加熱しながら若
しくは加熱しておいて、半導体ウエハーの一面に
光を照射することにより、半導体ウエハーを光照
射で加熱する方法であるから、ウエハー面上の温
度分布の均一性を改善し、後の処理工程に支障を
きたす大きな「反り」及び「スリツプライン」に
ような損傷を抑制することができ、実用上の価値
は極めて大きい。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明方法の一実
施例を示す説明用平面図及び説明用縦断正面図、
第３図は本発明方法の他の実施例を示す説明用平
面図である。 １……半導体ウエハー、２……補助加熱源、１
ａ……中央部、１ｂ……外周近傍部、１ｃ……外
周部、２ａ……爪、２１，２２，２３，２４……
補助加熱源。
施例を示す説明用平面図及び説明用縦断正面図、
第３図は本発明方法の他の実施例を示す説明用平
面図である。 １……半導体ウエハー、２……補助加熱源、１
ａ……中央部、１ｂ……外周近傍部、１ｃ……外
周部、２ａ……爪、２１，２２，２３，２４……
補助加熱源。
Claims (1)
- １ 半導体ウエハーの一面に光を照射して加熱す
るに際し、ハロゲン電球やモリブデンヒーターの
如き、外部電源で発熱する補助加熱源を半導体ウ
エハーの他面側の位置において当該半導体ウエハ
ーの外周近傍部の他面を臨むよう配置し、前記補
助加熱源で半導体ウエハーの主に外周近傍部を補
助的に加熱しながら若しくは加熱しておいて、半
導体ウエハーの一面に光を照射することを特徴と
する半導体ウエハーを光照射で加熱する方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111499A JPS593934A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体ウエハ−を光照射で加熱する方法 |
| US06/445,493 US4469529A (en) | 1981-12-04 | 1982-11-30 | Method for heating semiconductor wafer by means of application of radiated light with supplemental circumferential heating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111499A JPS593934A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体ウエハ−を光照射で加熱する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS593934A JPS593934A (ja) | 1984-01-10 |
| JPS6331095B2 true JPS6331095B2 (ja) | 1988-06-22 |
Family
ID=14562838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57111499A Granted JPS593934A (ja) | 1981-12-04 | 1982-06-30 | 半導体ウエハ−を光照射で加熱する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593934A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6111614B2 (ja) * | 2012-11-22 | 2017-04-12 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの熱処理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5764937A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-20 | Ushio Inc | Annealing device |
| JPS58194332A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-11-12 | Ushio Inc | 半導体を光照射で加熱する方法 |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57111499A patent/JPS593934A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS593934A (ja) | 1984-01-10 |
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