JPH0482215A - ランプアニール装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ランプアニール装置に関する。より詳細には
、本発明は、高強度赤外線放射管やハロゲンランプ等の
ように電磁波を放射する放射管を熱源として備え、半導
体ウェハを放射加熱することによってアニール処理を行
うことができるランプアニール装置の新規な構成に関す
る。

従来の技術 半導体ウェハを使用した半導体装置の製造工程において
欠かすこのできない処理に、イオン注入等によって生じ
た結晶欠陥を回復したり拡散分布を均一化したりするた
約に行われるアニール処理がある′。通常、アニール処
理は半導体ウェハを均一に加熱することによって行われ
、嘗ては電気炉がこの処理の実施のために使用されてい
た。

しかしながら、電気炉は炉内温度が所望の均一な温度に
到達するまでに時間が掛かるので、大量の一括処理には
向いているが、個別に精密な制御を必要とするようなア
ニール処理には必ずしも適していない。また、同じ理由
で処理時間が長くならざるを得ないので、不純物の拡散
等の問題が生じる。更に、飛散し易いＶ族元素を含む化
合物半導体のウェハ等に対してはＶ族元素が罪離すると
いう問題がある。

そこで、赤外線ランプ等の放射管を使用して、半導体ウ
ェハを輻射加熱することによりアニール処理を行う所謂
ランプアニール装置が提案され、また使用されている。

第２図（ａ）および（ｂ）は、赤外線ランプを使用した
ランプアニール装置の典型的な構成を模式的に示す図で
ある。

第２ｒｇＪ（ａ）に示すように、このランプアニール装
置は、半導体ウェハ１の両面から赤外線を照射できるよ
うに配置された１対の赤外線ランプ３ａおよび３ｂを備
えている。ここで、各赤外線ランプ３ａおよび３ｂは、
図中に示すように、平行に配置された複数の直線状の赤
外線放射管２から構成されており、半導体ウェハ１に対
して均一に赤外線を照射することができるように緻密に
配置されている。尚、機種によっては、赤外線照射管３
が半導体ウェハ１の表裏で直交するように配置されてい
る。

発明が解決しようとする課題 上述のように、従来のランプアニール装置では、半導体
ウェハを均一に加熱するために、複数の線放射管を均一
に配置して熱源を構成していた。

しかしながら、このような構成のランプアニール装置を
使用してアニール処理を実際に行った場合、実際には半
導体ウェハ上に比較的大きな熱分布が生じることが判明
した。即ち、従来のランプアニール装置によって半導体
ウェハを加熱すると、半導体ウェハの周縁部からの熱放
射により、一般に半導体ウェハの周縁部の温度が低くな
る傾向がある。このような傾向はアニール処理後期の降
温時に特に顕著であり、半導体ウェハの中央部と周縁部
との温度差が１０℃以上になる場合もある。

１枚の半導体ウェハ中でこのような大きな温度差が生じ
ると、半導体ウェハには“スリップライン”と呼ばれる
結晶欠陥が発生し、基板の電気的特性に重大な影響を及
ぼす。また、ウェハにそりが生じた場合は、後工程にお
けるウェハ処理が非常に困難なものになる。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、よ
り均一な半導体ウェハの加熱を実施することができる新
規なランプアニール装置を提供することをその目的とし
ている。

課題を解決するための手段 即ち、本発明に従うと、半導体ウェハに対して照射する
ことによりその半導体ウェハを加熱し得る波長の電磁波
を放射する放射管により構成された熱源を備え、半導体
ウェハに対して前記波長の電磁波を照射することによっ
て前記半導体ウェハのアニール処理を行うランプアニー
ル装置において、前記熱源が、前記半導体ウェハと同軸
な同心円状に配置された複数の環状の前記放射管により
構成されており、前記複数の放射管の各々による前記半
導体ウェハの加熱量を各々個別に制御することができる
ように構成されていることを特徴とするランプアニール
装置が提供される。

作用 従来のランプアニール装置においては、加熱用の熱源を
、均一に配列した複数の放射管によって構成することに
よって均一な加熱を実現しようとしていた。しかしなが
ら、実際のアニール処理時の半導体ウェハにおける熱分
布を詳細に検討したところ、特に半導体ウェハの周縁部
においては、半導体ウェハの側面から放出される熱量が
大きく、このために、半導体ウェハの中央部と周縁部と
では大きな温度差が発生することが判明した。

そこで、本発明においては、熱源を複数の放射管により
構成し、これを個別に制御することによって、アニール
処理に付すウェハの温度管理を精密に行うことができる
ようにした。

即ち、本発明に係るランプアニール装置においては、熱
源が、同心円状に配置された複数の環状放射管から構成
されている。このように構成された熱源に対して、処理
に付す半導体ウェハは、放射管の共通の中心と同軸にな
るように装入される。

以上のような配置により、複数の放射管の配列を、前述
したアニール処理時のウェハの温度分布に対応させるこ
とができる。即ち、アニール処理時に、各放射管を個別
に制御することにより、半導体ウェハの温度分布を有効
に補償することができる。

尚、上記本発明に係るランプアニール装置の熱源に使用
する放射管としては赤外線を放射するものが最も一般的
であるが、５００〜８００　ｎｍ程度の波長の電磁波を
放射するものも使用されている。即ち、半導体ウェハを
輻射加熱することができ、且つ、温度の上昇または下降
を迅速に制御し得る放射管であれば、如何なるものでも
使用可能である。

また、放射管の制御は、放射管に供給する電力を制御す
る方法の他、各放射管と半導体ウェハとの距離を個別に
変化させることによって制御する方法も実施可能である
。

更に、本発明に係るランプアニール装置は、半導体ウェ
ハに発生した反りを修正する目的で、放射管に積極的に
温度分布を与えるような使用方法も考えられる。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例 第１図（ａ）およびら）は、本発明に従うランプアニー
ル装置の具体的な構成例を模式的に示す図である。尚、
本実施例に係るランプアニール装置は、放射管として赤
外線放射管を使用している。

同図に示すように、このランプアニール装置において使
用される赤外線ランプ３は、同心円状に配置された複数
の赤外線放射管２により構成されている。また、実際に
は、このような構成の１対の赤外線ランプ３ａおよび３
ｂが平行に配置されており、半導体ウェハ１は、赤外線
ランプ３を構成する赤外線放射管２と同軸に装入される
。

ここで、これらの赤外線放射管２は、各々が個別に温度
制御できるように構成されており、例えば、熱輻射量が
多く温度の低下し易い半導体ウェハ１の周縁部では加熱
温度を高く、半導体ウェハ１の中央部では加熱温度を低
く制御することができる。

尚、本実施例では熱源として赤外線ランプを使用したが
、輻射加熱を行うことのできる他の熱源を全て本発明の
ランプアニール装置に適用可能なことは勿論である。

発明の詳細 な説明したように、本発明に係るランプアニール装置は
、そのの熱源の独自の構成により、半導体ウェハを均一
に加熱することができる。

従って、アニール処理時の熱分布によって生じるスリッ
プラインやそりの発生が有効に防止され、良質な半導体
装置を製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明に従うランプアニ
ール装置の具体的な構成例を模式的に示す図であり、 第２図（ａ）およびら）は、従来のランプアニール装置
の典型的な構成を模式的に示す図である。 〔主な参照番号〕 １・・・半導体ウェハ ２・・・赤外線放射管、 ３ａ、３ｂ・・・赤外線ランプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体ウェハに対して照射することによりその半導体
   ウェハを加熱し得る波長の電磁波を放射する放射管によ
   り構成された熱源を備え、半導体ウェハに対して前記波
   長の電磁波を照射することによって前記半導体ウェハの
   アニール処理を行うランプアニール装置において、 前記熱源が、前記半導体ウェハと同軸な同心円状に配置
   された複数の環状の前記放射管により構成されており、
   前記複数の放射管の各々による前記半導体ウェハの加熱
   量を各々個別に制御することができるように構成されて
   いることを特徴とするランプアニール装置。