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JPH0324720A - Wafer processing method and processing equipment - Google Patents

Wafer processing method and processing equipment

Info

Publication number
JPH0324720A
JPH0324720A JP16012189A JP16012189A JPH0324720A JP H0324720 A JPH0324720 A JP H0324720A JP 16012189 A JP16012189 A JP 16012189A JP 16012189 A JP16012189 A JP 16012189A JP H0324720 A JPH0324720 A JP H0324720A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
wafer
gas
heat treatment
rise
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
Application number
JP16012189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Kitagawa
悟 北川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP16012189A priority Critical patent/JPH0324720A/en
Publication of JPH0324720A publication Critical patent/JPH0324720A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable heat treatment at a high temperature and in a short time without generating crystal defect in the outer periphery of a wafer, by making the temperature of gas to be introduced into a processing vessel rise or fall in accordance with the temperature of the wafer. CONSTITUTION:The temperature of gas to be introduced into a processing vessel 11 is controlled in accordance with the temperature of a wafer 13 under heat treatment. That is, the temperature of the wafer 13 is measured with an infrared thermometer 23, and input to a controlling apparatus 18; the gas temperature is measured with a gas thermometer 20; a heater power source 19 is controlled by the controlling apparatus 18 in the manner in which the temperature of gas around the wafer rises or falls synchronizing with the rise or fall of the temperature of the wafer 13. By making the temperature of the gas to be introduced approach to that of the wafer 13, heat dissipation from the wafer 13 to the surrounding atmospheric gas can be restrained. Further, since the time necessary to introduce high temperature gas into the vessel 11 is saved, the temperature rise of the vessel 11 itself can be restrained. Thereby heat treatment at a high temperature and in a short time is enabled without generating crystal defect in the outer periphery of the wafer 13.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体ウェハを光照射により加熱し、酸化,
拡散及び窒化等の処理を行うウェハ処理方法及び処理装
置に関する。
[Detailed description of the invention] [Object of the invention] (Industrial application field) The present invention heats a semiconductor wafer by light irradiation, oxidizes it, and
The present invention relates to a wafer processing method and processing apparatus that performs processes such as diffusion and nitridation.

(従来の技術) 近年、超LSIにおいては、素子の微細化・高密度化が
急速に進行している。それに対応して、生産工程中にハ
ロゲンランプ等の光照射加熱による高温短時間の熱処理
を取り入れることが検討されている。例えば、シリコン
ウェハ中に不純物を導入した後、結晶性の回復や不純物
の活性化のために熱処理を行うが、その際、不純物の再
分布を抑制して浅い接合を形成するため、光照射による
高温短時間の熱処理を行うことが検討されている。
(Prior Art) In recent years, in ultra-LSI devices, miniaturization and higher density of elements are progressing rapidly. In response to this, consideration is being given to incorporating high-temperature, short-time heat treatment using light irradiation heating using a halogen lamp or the like during the production process. For example, after introducing impurities into a silicon wafer, heat treatment is performed to restore crystallinity and activate the impurities. At that time, in order to suppress the redistribution of the impurities and form shallow junctions, light irradiation is used to suppress the redistribution of the impurities and form shallow junctions. The use of high-temperature, short-time heat treatment is being considered.

また、ゲート絶縁膜も次第に薄膜化し、薄いSin2膜
を制御性良ぐ形成することが要求されている。熱酸化膜
の絶縁特性は酸化温度が低い程劣ることが知られており
、やはり光照射加熱による高温短時間の急速酸化が検討
されている。さらに、薄いS i O2膜を形威した後
で光照射加熱による高温短時間の急速窒化,急速酸化を
行うことにより、絶縁特性の良好な薄膜が得られること
が報告されている。
Further, gate insulating films are also becoming thinner and thinner, and it is required to form thin Sin2 films with good controllability. It is known that the insulation properties of thermal oxide films deteriorate as the oxidation temperature is lower, and rapid oxidation at high temperatures and short times using light irradiation heating is also being considered. Furthermore, it has been reported that a thin film with good insulating properties can be obtained by forming a thin SiO2 film and then performing rapid nitriding and rapid oxidation at a high temperature and for a short time by heating with light irradiation.

以上で述べた光照射加熱による高温短時間の熱処理では
、反応炉内に収容したシリコンウェハを、室温からl0
00℃以上の高温まで10秒程度の時間で昇温し、また
熱処理終了後は室温へ数分程度の時間で降温する。
In the high-temperature, short-time heat treatment using light irradiation heating described above, silicon wafers housed in a reactor are heated from room temperature to l0
The temperature is raised to a high temperature of 00° C. or higher in about 10 seconds, and after the heat treatment is finished, the temperature is lowered to room temperature in about several minutes.

しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題
があった。即ち、急激な昇降温を伴う熱処理をウェハに
施すと、しばしばウェハ外周部にスリップと呼ばれる結
晶欠陥が発生し、そのウェハは以後半導体素子の材料と
しては使用できなくなる。特に、1050℃以上の高温
で熱処理をした場合には必ずスリップが発生していた。
However, this type of method has the following problems. That is, when a wafer is subjected to heat treatment that involves rapid temperature rise and fall, crystal defects called slips often occur on the outer periphery of the wafer, and the wafer can no longer be used as a material for semiconductor devices. In particular, slipping always occurred when heat treatment was performed at a high temperature of 1050° C. or higher.

このようなウェハ外周部での結晶欠陥発生の原因は、以
下のように考えられる。光照射加熱による急速昇温では
ウェハのみが高温まで昇温し、ウェハ周囲の雰囲気ガス
はそれほど昇温しない。そのため、ウェハ周囲の雰囲気
ガスに熱が放散するが、ウェハ外周部からの熱放散はウ
ェハ中央部からの熱放散よりも格段に大きく、ウェハ外
周部の温度は中央部に比べて低くなる。
The cause of the occurrence of such crystal defects at the outer periphery of the wafer is considered to be as follows. In rapid temperature rise by light irradiation heating, only the wafer is heated to a high temperature, and the atmospheric gas around the wafer is not heated so much. Therefore, heat is dissipated into the atmospheric gas around the wafer, but the heat dissipation from the wafer outer circumference is much larger than the heat dissipation from the wafer center, and the temperature of the wafer outer circumference is lower than that of the center.

さらに、半径方向の温度勾配はウェハ外周部で特に大き
く、熱膨脹の差による歪み応力のためにウェハ外周部で
結晶欠陥が発生する。
Furthermore, the radial temperature gradient is particularly large at the wafer periphery, and crystal defects occur at the wafer periphery due to strain stress due to differences in thermal expansion.

上記ウェハ外周部での結晶欠陥の発生を防止するために
、反応炉内に導入するガスを予め加熱し、ウェハからウ
ェハ周囲の雰囲気ガスへの熱の放散を抑制するという方
法が知られている。
In order to prevent the occurrence of crystal defects at the outer periphery of the wafer, a known method is to heat the gas introduced into the reactor in advance to suppress the dissipation of heat from the wafer to the atmospheric gas around the wafer. .

しかし、この方法には以下のような問題がある。However, this method has the following problems.

ウェハ外周部での結晶欠陥の発生を防止するためには、
反応炉内に導入するガスをかなりの高温まで加熱する必
要がある。ところが、高温のガスを熱処理開始から終了
まで炉内に導入し続けると、炉自体も昇温しでしまう。
In order to prevent crystal defects from occurring on the wafer periphery,
It is necessary to heat the gas introduced into the reactor to a fairly high temperature. However, if high-temperature gas is continuously introduced into the furnace from the start to the end of the heat treatment, the temperature of the furnace itself will also rise.

そのため、熱処理後のウェハの降温時間が長くなり、熱
処理時間を短時間に制御することが難しくなる。
Therefore, the time required to cool down the wafer after heat treatment becomes long, making it difficult to control the heat treatment time to a short time.

実際の生産工程では連続して同一の熱処理を行うことが
多いため、熱処理時間を短時間に制御することはさらに
困難となる。
In actual production processes, the same heat treatment is often performed continuously, making it even more difficult to control the heat treatment time to a short time.

(発明が解決しようとする課題) このように従来、光照射による高温短時間の熱処理を行
うと、ウェハ外周部にスリップと呼ばれる結晶欠陥が発
生する問題があった。また、このようなウェハ外周部で
の結晶欠陥の発生を防止するために、反応炉内に導入す
るガスを予め高温に加熱すると、炉自体も昇温すること
から熱処理終了後の降温時間が長くなり、熱処理時間を
短時間に制御することは困難であった。
(Problems to be Solved by the Invention) Conventionally, when heat treatment is performed at a high temperature and for a short time using light irradiation, there has been a problem in that crystal defects called slips occur at the outer peripheral portion of the wafer. In addition, in order to prevent the occurrence of crystal defects on the outer periphery of the wafer, if the gas introduced into the reactor is preheated to a high temperature, the temperature of the reactor itself will also rise, resulting in a longer cooling down time after the heat treatment is completed. Therefore, it was difficult to control the heat treatment time to a short time.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、ウェハ外周部に結晶欠陥を発生させ
ることなく、光照射による高温短時間の熱処理を行うこ
とができる半導体ウェハの処理方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a semiconductor wafer that can be heat-treated at high temperature and for a short time by light irradiation without causing crystal defects on the outer periphery of the wafer. The purpose is to provide a processing method.

また本発明は、上記方法を実施するためのウェハ処理装
置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a wafer processing apparatus for carrying out the above method.

[発明の構或] (課題を解決するための手段) 本発明の骨子は、ウェハ温度に応じてガスの温度を昇降
することにより、ウェハ外周部からの熱放散を低減する
ことにある。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to reduce heat dissipation from the outer peripheral portion of the wafer by increasing and decreasing the temperature of the gas according to the wafer temperature.

即ち本発明は、半導体ウェハを収容した処理容器内に所
定のガスを導入すると共に、ウェハの表面に光を照射し
て該ウェハを加熱処理するウェハ処理方法において、処
理容器内に導入するガスの温度を、熱処理中のウェハの
温度に応じて可変制御するようにした方法である。
That is, the present invention provides a wafer processing method in which a predetermined gas is introduced into a processing container containing a semiconductor wafer, and the wafer is heated by irradiating light onto the surface of the wafer. This is a method in which the temperature is variably controlled according to the temperature of the wafer during heat treatment.

また本発明は、上記方法を実施するためのウェハ処理装
置において、半導体ウェハを収容する処理容器と、この
容器内にガスを導入する手段と、ウェハの表面に光を照
射して該ウェハを加熱する手段と、処理容器内に導入さ
れるガスの温度を熱処理中のウェハの温度に応じて昇降
温させる手段とを設けるようにしたものである。
The present invention also provides a wafer processing apparatus for carrying out the above method, including a processing container containing a semiconductor wafer, means for introducing gas into the container, and heating the wafer by irradiating the surface of the wafer with light. and a means for raising and lowering the temperature of the gas introduced into the processing container in accordance with the temperature of the wafer undergoing heat treatment.

さらに本発明は、ガスの温度を昇降温させる手段として
、処理容器に隣接して該容器内にガスを導入するための
複数のガス容器を設け、それぞれのガス容器内のガスを
熱処理時のウェハ表面の最低温度から最高温度までの間
の異なる温度に保持し、熱処理中のウェハの温度に応じ
て処理容器に接続するガス容器を選択するようにしたも
のである。
Furthermore, the present invention provides a plurality of gas containers adjacent to the processing container for introducing gas into the container as a means for raising and lowering the temperature of the gas, and the gas in each gas container is transferred to the wafer during heat treatment. The surface temperature is maintained at different temperatures between the lowest temperature and the highest temperature, and the gas container connected to the processing container is selected depending on the temperature of the wafer during heat treatment.

(作用) 本発明によれば、半導体ウェハを光照射で加熱する際に
、処理容器内に導入するガスの温度を熱処理中のウェハ
温度に応じて昇降温させる(ウェハ温度に近付ける)こ
とにより、ウェハからウェハ周囲の雰囲気ガスへの熱の
放散を抑制できると同時に、高温の気体が容器内に導入
される時間が短くなることにより、容器自体の昇温を抑
制することができる。これにより、ウェハ外周部に結晶
欠陥を発生させることなく、高温短時間の熱処理を行う
ことが可能となる。
(Function) According to the present invention, when heating a semiconductor wafer by light irradiation, the temperature of the gas introduced into the processing container is raised or lowered in accordance with the wafer temperature during heat treatment (bringing it closer to the wafer temperature). It is possible to suppress the dissipation of heat from the wafer to the atmospheric gas around the wafer, and at the same time, it is possible to suppress the rise in temperature of the container itself by shortening the time during which high-temperature gas is introduced into the container. This makes it possible to perform heat treatment at a high temperature and for a short time without generating crystal defects on the outer periphery of the wafer.

なお、処理容器内に導入されるガスの温度と半導体ウェ
ハ表面の温度との差は小さい方がよいが、本発明者等の
実験によれば、この温度差を500℃以内程度に保てば
結晶欠陥の発生は殆ど抑えられることが判明している。
Note that it is better to have a smaller difference between the temperature of the gas introduced into the processing container and the temperature of the semiconductor wafer surface, but according to experiments by the present inventors, if this temperature difference is kept within about 500°C, It has been found that the occurrence of crystal defects can be almost suppressed.

また、予め複数のガス容器中に、熱処理中における半導
体ウェハ表面の最低温度から最高温度までの各温度に加
熱したガスを用意し、ウェハ表面の温度変化に応じて順
次に容器内に導入することにより、処理容器内に導入さ
れるガスの温度をウェハの昇降温に同期して昇降温させ
ることを容易に実現することが可能となる。
In addition, gas heated to each temperature from the lowest temperature to the highest temperature of the semiconductor wafer surface during heat treatment is prepared in advance in multiple gas containers, and the gases are sequentially introduced into the containers according to the temperature change of the wafer surface. This makes it possible to easily raise and lower the temperature of the gas introduced into the processing container in synchronization with the rise and fall of the temperature of the wafer.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の一実施例に係わるウェハ処理装置を示
す概略構成図である。図中11は石英ガラス製の反応炉
(容器)であり、この反応炉11内にはサセプタ12上
に支持されたウェハ13が収容される。反応炉11には
、ガスを導入するためのガス導入口14及びガスを排気
するためのガス排気口15が設けられている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a wafer processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes a reactor (container) made of quartz glass, and a wafer 13 supported on a susceptor 12 is accommodated in the reactor 11. The reactor 11 is provided with a gas inlet 14 for introducing gas and a gas exhaust port 15 for exhausting the gas.

そして、ガス導入口14から反応炉11内に導入される
ガスは、ガス配管16から供給されガスヒータ17によ
り加熱されるものとなっている。ガスヒータ17は、制
御装置18からの制御指令により動作するヒータ電源1
つにより通電加熱される。また、ガス導入口14とガス
ヒータ17との間には、ガスの温度を険出するガスlム
度計20がg2けられている。そして、このガス温度計
20で検出されたガスtム度は制御装置18に供給され
るものとなっている。
Gas introduced into the reactor 11 from the gas inlet 14 is supplied from a gas pipe 16 and heated by a gas heater 17. The gas heater 17 is powered by a heater power source 1 that operates according to a control command from a control device 18.
It is heated by electricity. Furthermore, a gas temperature meter 20 is installed between the gas inlet 14 and the gas heater 17 to measure the temperature of the gas. The gas temperature detected by the gas thermometer 20 is supplied to the control device 18.

一方、反応炉11の外周部には、ウ工/\13を光照射
により加熱するランプ群21が設置されている。ランプ
群21は、制御装置18からの制御指令により動作する
ランプ電源22により通電発光される。また、ウェハ1
3の温度は赤外温度計23により検出され、その検出温
度は制御装置l8に供給されるものとなっている。
On the other hand, a group of lamps 21 is installed around the outer periphery of the reactor 11 to heat the workpiece/\13 by irradiating light. The lamp group 21 is energized and emitted by a lamp power supply 22 that is operated in response to a control command from the control device 18 . Also, wafer 1
3 is detected by an infrared thermometer 23, and the detected temperature is supplied to the control device 18.

なお、図中24は反応炉11の開口端を塞ぐ炉蓋、25
はランプ群21を収容するランプ室外壁を示している。
In addition, 24 in the figure is a furnace cover that closes the open end of the reactor 11, and 25
indicates the outer wall of the lamp chamber that accommodates the lamp group 21.

このような構成において、半導体ウェハに酸化,窒化又
は拡散等のための熱処理を行うには、まずウェハ13を
サセプタ12上に支持し、反応炉11内に挿入する。次
いで、上下のランプ群19によりウェハ13を加熱し、
lO秒程度で1000℃以上に昇温する。そして、10
秒〜数分程度、高温に保持して熱処理を行い、その後ラ
ンプ電源22を切り、急速に降温する。
In such a configuration, in order to perform heat treatment for oxidation, nitridation, diffusion, etc. on a semiconductor wafer, the wafer 13 is first supported on the susceptor 12 and inserted into the reactor 11. Next, the wafer 13 is heated by the upper and lower lamp groups 19,
The temperature is raised to 1000°C or more in about 10 seconds. And 10
Heat treatment is performed by maintaining the lamp at a high temperature for about seconds to several minutes, and then the lamp power source 22 is turned off and the temperature is rapidly lowered.

熱処理中は、ウェハ13の温度を赤外温度計20で測定
し、それが予め定めた温度パターンに従うように制御装
置18によりランプ電源22を制御する。ガス配管16
から供給された熱処理の雰囲気ガスはガスヒータ17を
経てガス導入口14から反応炉11内に導入され、ウェ
ハ13の周囲を通過後、ガス排気口15から排気される
。その際、ガス導入口14の直前に設置したガス温度計
20によりガス温度を測定し、ウェハ周囲のガス温度が
ウェハ13の昇降温と同期して昇降温するよう制御装置
18によリヒータ電源19を制御する。
During the heat treatment, the temperature of the wafer 13 is measured with an infrared thermometer 20, and the lamp power supply 22 is controlled by the controller 18 so that the temperature follows a predetermined temperature pattern. Gas piping 16
The atmospheric gas for heat treatment supplied from the reactor 11 is introduced into the reactor 11 from the gas inlet 14 via the gas heater 17 , passes around the wafer 13 , and then is exhausted from the gas exhaust port 15 . At this time, the gas temperature is measured by a gas thermometer 20 installed just before the gas inlet 14, and the control device 18 controls the reheater power supply 19 so that the gas temperature around the wafer rises and falls in synchronization with the temperature rise and fall of the wafer 13. control.

ここで、ウェハ外周部に結晶欠陥を発生させずに高温短
時間の熱処理を行うためには、ガス温度とウェハ温度と
の差が常に500℃以内に保たれるように#J御すれば
よい。そこで本実施例では、制御装置18によりヒータ
電源19及びランプ電源22を制御することにより、第
2図に示す如くウェハ温度及びガス温度を制御している
。即ち、赤外温度計23により測定された温度に基づき
ランプ電源22を駆動し、ウェハ温度を約10秒の間に
室温からl200℃まで昇温し、その後約1分間この温
度を保持し、ランプ電源22を切り降温する。また、赤
外温度計23及びガス温度計20によりそれぞれ測定さ
れた各温度に基づきヒータ電源19を駆動し、導入ガス
の温度がウェハ温度に近付くように制御する。
Here, in order to perform high-temperature, short-time heat treatment without generating crystal defects on the wafer's outer periphery, #J should be controlled so that the difference between the gas temperature and the wafer temperature is always maintained within 500°C. . Therefore, in this embodiment, the heater power supply 19 and lamp power supply 22 are controlled by the control device 18, thereby controlling the wafer temperature and the gas temperature as shown in FIG. That is, the lamp power supply 22 is driven based on the temperature measured by the infrared thermometer 23, the wafer temperature is raised from room temperature to 1200°C in about 10 seconds, this temperature is maintained for about 1 minute, and the lamp is turned off. The power supply 22 is turned off and the temperature is lowered. Furthermore, the heater power source 19 is driven based on the temperatures measured by the infrared thermometer 23 and the gas thermometer 20, and the temperature of the introduced gas is controlled to approach the wafer temperature.

実際には、ガスの昇温はウェハの昇温ほどには速くなら
ないので、ガスの初期温度を室温よりも 100〜30
0℃ほど高くしておくことにより、第2図に示すように
ウェハ温度とガス温度との差を常に500℃以内に保持
することが可能である。
In reality, the temperature of the gas does not rise as quickly as the temperature of the wafer, so the initial temperature of the gas is set to 100 to 30° below room temperature.
By increasing the temperature by about 0°C, it is possible to always maintain the difference between the wafer temperature and the gas temperature within 500°C, as shown in FIG.

このように、ウェハ温度に応じてガス温度を昇降温させ
ることにより、ウェハと雰囲気ガスとの温度差を小さく
することができ、ウェハ周辺部においても半径方向の温
度勾配を緩くすることができる。従って、ウェハ外周部
に結晶欠陥を発生させることなく、高温短時間の熱処理
を行うことができる。また、高温ガスを反応炉内に流す
時間が短くなることから、反応炉自体の昇温を抑制する
ことができ、これにより降温時間の短縮化をはかること
も可能である。
In this way, by raising and lowering the gas temperature in accordance with the wafer temperature, the temperature difference between the wafer and the atmospheric gas can be reduced, and the temperature gradient in the radial direction can also be made gentler in the wafer peripheral area. Therefore, high-temperature, short-time heat treatment can be performed without generating crystal defects on the outer periphery of the wafer. Furthermore, since the time for flowing the high-temperature gas into the reactor is shortened, it is possible to suppress the temperature rise of the reactor itself, and thereby it is also possible to shorten the temperature-lowering time.

なお、この実施例ではガス温度計20はガス導入口14
の直前に設置しているが、反応炉11内のウェハ近傍に
設置することもできる。
Note that in this embodiment, the gas thermometer 20 is connected to the gas inlet 14.
Although it is installed just before the reactor 11, it can also be installed near the wafer inside the reactor 11.

さらに、反応炉11の外壁或いはその近傍に冷却水を流
すことにより、ランプ加熱と高温の熱処理雰囲気ガスに
よる反応炉11の昇温をより効果的に抑制し、熱処理の
短時間制御性を高めることも可能である。
Furthermore, by flowing cooling water on or near the outer wall of the reactor 11, the temperature increase in the reactor 11 caused by lamp heating and high-temperature heat treatment atmosphere gas can be more effectively suppressed, and short-term controllability of heat treatment can be improved. is also possible.

第3図は本発明の他の実施例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

なお、第1図と同一部分には同一符号を付して、その詳
しい説明は省略する。
Note that the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、ガス温
度の速やかな切り替えを行うために、複数のガス容器を
設けたことにある。即ち、先の実施例でのガスヒータ1
7の代わりに、3個のガス加熱保温容器31,32.3
3が設置されている。これらの容器31〜33は、ヒー
タ電源19により通電加凸されるヒータをそれぞれ備え
ている。そして、各容431〜33内のガスは、熱処狸
ロ,+7のウェハ表面の最低4度から最高温度までの間
の異なる温度に加熱されている。
This embodiment differs from the previously described embodiments in that a plurality of gas containers are provided in order to quickly switch the gas temperature. That is, the gas heater 1 in the previous embodiment
7 instead of 3 gas-heated thermal containers 31, 32.3
3 is installed. These containers 31 to 33 each include a heater that is energized and heated by a heater power source 19. The gases in each of the volumes 431 to 33 are heated to different temperatures from a minimum of 4 degrees Celsius to a maximum temperature of the wafer surface at +7.

このような構成においては、ウェハ表面の温度変化に応
じてガス加熱保温容器31〜33を選択し、選択した容
器からのガス又は配管16に供給されたガスを反応炉1
1内に導入する。
In such a configuration, the gas heating and heat-insulating containers 31 to 33 are selected depending on the temperature change on the wafer surface, and the gas from the selected container or the gas supplied to the pipe 16 is transferred to the reactor 1.
Introduced within 1.

例えば、ウェハ13を1100℃まで加熱する場合には
、ガス加熱保温容器31には1000℃の、容器32に
は700℃の、容器33には300℃の熱処理雰囲気ガ
スを予め加熱保温しておく。そして、ウェハ表面温度が
室温と 100℃の間にあるときはバルブ37を開いて
室温のガスを、100℃と500℃の間にあるときはバ
ルブ36を開いて300℃のガスを、500℃と900
℃の間にあるときはバルブ35を開いて700℃のガス
を、900℃と1100℃の間にあるときはバルブ34
を開いて1000℃のガスを、ガス導入口14から反応
炉11内に導入する。また、これらの温度の間の所望の
温度にするには、複数の容器内のガスを混ぜて使用して
もよい。
For example, when heating the wafer 13 to 1100°C, heat treatment atmosphere gas is heated and kept warm in advance at 1000°C in the gas heating heat-insulating container 31, at 700°C in the container 32, and at 300°C in the container 33. . When the wafer surface temperature is between room temperature and 100°C, the valve 37 is opened to supply gas at room temperature, and when it is between 100°C and 500°C, valve 36 is opened to supply gas at 300°C and 500°C. and 900
When the temperature is between 900°C and 1100°C, open the valve 35 to supply 700°C gas, and when the temperature is between 900°C and 1100°C, open the valve 34.
is opened and gas at 1000° C. is introduced into the reactor 11 through the gas inlet 14. Further, to obtain a desired temperature between these temperatures, gases in a plurality of containers may be mixed and used.

この場合、ガス温度の切り替えを速やかに行うことがで
き、ガス温度とウェハ温度との差を常に200℃以内に
保つことができる。従って、先の実施例と同様の効果が
得られるのは勿論のこと、ウェハ外周部での結晶欠陥の
発生をより確実に防止することができる。
In this case, the gas temperature can be quickly switched, and the difference between the gas temperature and the wafer temperature can always be kept within 200°C. Therefore, not only the same effects as in the previous embodiment can be obtained, but also the occurrence of crystal defects at the outer periphery of the wafer can be more reliably prevented.

なお、この実施例では、ガスマスフローメータを用い流
量比を調節して2種類のガスを混合することにより、I
ffiからl000℃までの任意の温度のガスを反応炉
内11に導入することもできる。また、第3図では3個
のガス加熱保温容器が設置されているが、2個或いは4
個以上設置する場合もあり得ることはいうまでもない。
In this example, by adjusting the flow rate ratio and mixing two types of gas using a gas mass flow meter,
It is also possible to introduce gas at any temperature from ffi to 1000° C. into the reactor 11. Also, in Figure 3, three gas-heated heat-insulating containers are installed, but two or four
It goes without saying that more than one may be installed.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、処理容器内に導入
するガスをウェハの温度に応じて昇降温することにより
、ウェハ外周部に結晶欠陥を発生させることなく、高温
短時間の熱処理を行うことができる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, by raising and lowering the temperature of the gas introduced into the processing container in accordance with the temperature of the wafer, high temperature can be achieved without generating crystal defects on the outer periphery of the wafer. Heat treatment can be performed for a short time.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係わるウェハ処理装置を示
す概略構成図、第2図は上記装置の作用を説明するため
のもので、ウェハ及びガスの温度変化を示す特性図、第
3図は本発明の他の実施例を示す概略構成図である。 11・・・反応炉(処理容器)、 13・・・半導体ウェハ、 14・・・ガス導入口、 15・・・ガス排気口、 7・・・ガスヒー夕、 8・・・制御装置、 9・・・ヒータ電源、 O・・・ガス温度計、 1・・・ランプ群、 2・・・ランプ電源、 3・・・赤外温度計、 1〜33・・・ガス加熱保温容器。
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] Fig. 1 is a schematic diagram showing a wafer processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is for explaining the operation of the above-mentioned apparatus. FIG. 3 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Reactor (processing container), 13... Semiconductor wafer, 14... Gas inlet, 15... Gas exhaust port, 7... Gas heater, 8... Control device, 9. ...Heater power source, O...Gas thermometer, 1...Lamp group, 2...Lamp power source, 3...Infrared thermometer, 1-33...Gas heating thermal insulation container.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体ウェハを収容した処理容器内に所定のガス
を導入すると共に、ウェハの表面に光を照射して該ウェ
ハを加熱処理するウェハ処理方法において、 前記容器内に導入するガスの温度を、熱処理中のウェハ
の温度に応じて可変制御することを特徴とするウェハ処
理方法。
(1) In a wafer processing method in which a predetermined gas is introduced into a processing container containing a semiconductor wafer, and the wafer is heated by irradiating light onto the surface of the wafer, the temperature of the gas introduced into the container is controlled. A wafer processing method characterized by variable control according to the temperature of a wafer during heat processing.
(2)半導体ウェハを収容した処理容器と、この容器内
に所定のガスを導入する手段と、前記ウェハの表面に光
を照射して該ウェハを加熱する手段と、前記容器内に導
入されるガスの温度を熱処理中のウェハの温度に応じて
昇降温させる手段とを具備してなることを特徴とするウ
ェハ処理装置。
(2) a processing container containing a semiconductor wafer; a means for introducing a predetermined gas into the container; a means for heating the wafer by irradiating the surface of the wafer with light; 1. A wafer processing apparatus comprising: means for raising and lowering the temperature of a gas in accordance with the temperature of a wafer undergoing heat treatment.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06104198A (en) * 1992-09-18 1994-04-15 Nec Yamagata Ltd Lamp annealing system
JP2017017277A (en) * 2015-07-06 2017-01-19 株式会社Screenホールディングス Heat treatment device and heat treatment method
JP2019216287A (en) * 2019-10-01 2019-12-19 株式会社Screenホールディングス Heat treatment device and heat treatment method

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