JPS60193343A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JPS60193343A JPS60193343A JP59048154A JP4815484A JPS60193343A JP S60193343 A JPS60193343 A JP S60193343A JP 59048154 A JP59048154 A JP 59048154A JP 4815484 A JP4815484 A JP 4815484A JP S60193343 A JPS60193343 A JP S60193343A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
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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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は熱処理装置に関する。
半導体素子製造プロセスにおいて、注入不純物の活性化
、オーミックコンタクト金属の合金化。
、オーミックコンタクト金属の合金化。
配線用金属のシンク等に熱処理工程は不可欠である。そ
して素子の微細化、高性能化に伴い、熱処理も短時間に
過渡状態で行なうことが要求される様になった。例えば
イオン注入層の活性化においては、素子の設計基準を満
たすために、注入時の不純物分布を出来る限シ保ったま
＼活性化されることが望ましい。或いはオーミックコン
タクトを金属の合金化によって形成する場合１合金化温
度への昇温、及び降温の速度が得られるオーミックコン
タクトの特性、コンタクト抵抗を左右する。
して素子の微細化、高性能化に伴い、熱処理も短時間に
過渡状態で行なうことが要求される様になった。例えば
イオン注入層の活性化においては、素子の設計基準を満
たすために、注入時の不純物分布を出来る限シ保ったま
＼活性化されることが望ましい。或いはオーミックコン
タクトを金属の合金化によって形成する場合１合金化温
度への昇温、及び降温の速度が得られるオーミックコン
タクトの特性、コンタクト抵抗を左右する。
こうした事情のもとで、レーザアニール、或いは電子線
ビームアニール法が開発されたが１例えばレーザにおい
てはウェハ内で均一な照射を行なうことができないため
に特性の不均一を招き、或いは電子線ビームにおいては
、活性層内でキャリアの移動度が低い等の問題が生じて
現時点では実用化に到っていない。
ビームアニール法が開発されたが１例えばレーザにおい
てはウェハ内で均一な照射を行なうことができないため
に特性の不均一を招き、或いは電子線ビームにおいては
、活性層内でキャリアの移動度が低い等の問題が生じて
現時点では実用化に到っていない。
これに対して赤外線等の光線を用いる熱処理炉では、上
述のレーザ、電子線ビームを用いる方法に対して秀れた
ウェハ内での均一性が得られること、或いは、加熱速度
がこの両者と電気炉の中間に位置し、半導体基板に熱歪
による塑性変形を生じさせない程度の急熱が出来ること
、装置の取り扱いが容易である等の利点がある。
述のレーザ、電子線ビームを用いる方法に対して秀れた
ウェハ内での均一性が得られること、或いは、加熱速度
がこの両者と電気炉の中間に位置し、半導体基板に熱歪
による塑性変形を生じさせない程度の急熱が出来ること
、装置の取り扱いが容易である等の利点がある。
しかしながら被照射物を光線の照射領域に置き。
光線照射後も炉が冷却する迄放置した場合には、被照射
物の冷却速度は炉全体の熱容量に依存するために、第１
図に示す如く限られた冷却速度しか得られない、従って
上述の例における注入層の拡がシを充分抑えることがで
きない、或いはオーミックコンタクトの合金化が長い時
間にわたってしまう等の不都合が生じてきた。
物の冷却速度は炉全体の熱容量に依存するために、第１
図に示す如く限られた冷却速度しか得られない、従って
上述の例における注入層の拡がシを充分抑えることがで
きない、或いはオーミックコンタクトの合金化が長い時
間にわたってしまう等の不都合が生じてきた。
この発明は、上述の諸問題を解決するために。
冷却速度の制御可能な熱処理装置を提供することにある
。
。
本発明は被照射物に冷却用気体を導入することにより、
熱処理装置の熱容量とは独立に被照射物の冷却速度を調
節可能としたルの乙１ある・〔発明の効果〕 本発明による熱処理装置を用いれば、高出力の非干渉光
を短時間に照射し、熱処理を行ない、それに引き続き直
ちに所望の降温か行なわれる０例えば半導体のイオン注
入層の活性化に使用した場合、光線照射により例えば１
００℃／ｓｅｃといった早い昇温速度で処理温度に到達
したのち、速やかに降温を行なうことによシ、注入不純
物の再分布を防ぐことが出来る。或いは１例えばＡｕ−
（ト）系の金属をＧａ入Ｓ結晶と合金化させてオーミッ
クコンタクトを得る場合には、特性を左右する昇温、及
び降温か速やかに行なわれることにより、均一な合金層
が得るに低い接触抵抗値を得ることができる。
熱処理装置の熱容量とは独立に被照射物の冷却速度を調
節可能としたルの乙１ある・〔発明の効果〕 本発明による熱処理装置を用いれば、高出力の非干渉光
を短時間に照射し、熱処理を行ない、それに引き続き直
ちに所望の降温か行なわれる０例えば半導体のイオン注
入層の活性化に使用した場合、光線照射により例えば１
００℃／ｓｅｃといった早い昇温速度で処理温度に到達
したのち、速やかに降温を行なうことによシ、注入不純
物の再分布を防ぐことが出来る。或いは１例えばＡｕ−
（ト）系の金属をＧａ入Ｓ結晶と合金化させてオーミッ
クコンタクトを得る場合には、特性を左右する昇温、及
び降温か速やかに行なわれることにより、均一な合金層
が得るに低い接触抵抗値を得ることができる。
更にＷＮなどの化合物とＧａＡｓの組み合わせによりシ
目ットキー接合を形成する場合にもとの昇温・降温速度
が早いことによ）、急峻なシッットキー障壁を実現でき
る。
目ットキー接合を形成する場合にもとの昇温・降温速度
が早いことによ）、急峻なシッットキー障壁を実現でき
る。
以下１図面を用いて本発明の熱処理装置を説明する。第
１図は本発明の熱処理装置の基本的構成を示す図である
０例えばハロゲンランプ１から発した赤外線ビーム２は
、直接、或いは１反射焼３を経て１石英等の赤外線に対
する吸収係数の低い材料で作られた炉管４を通して管内
に置いた被照射試料５に照射する。被照射試料５は、炉
管４と同様赤外線に対する吸収の低い材料で作られた試
料台６の上に設置される。試料５を熱処理する関に、炉
管４中には、試料５の酸化をはじめとする化学反応を防
ぐため不活性ガス或いは水素ガス等の還元性ガス７が流
されることが多い、更に反射鏡３を構成する支持台８に
は、装置の過熱を防ぐために冷却用の水等９が流されて
いる。
１図は本発明の熱処理装置の基本的構成を示す図である
０例えばハロゲンランプ１から発した赤外線ビーム２は
、直接、或いは１反射焼３を経て１石英等の赤外線に対
する吸収係数の低い材料で作られた炉管４を通して管内
に置いた被照射試料５に照射する。被照射試料５は、炉
管４と同様赤外線に対する吸収の低い材料で作られた試
料台６の上に設置される。試料５を熱処理する関に、炉
管４中には、試料５の酸化をはじめとする化学反応を防
ぐため不活性ガス或いは水素ガス等の還元性ガス７が流
されることが多い、更に反射鏡３を構成する支持台８に
は、装置の過熱を防ぐために冷却用の水等９が流されて
いる。
第２図は第１図で示した熱処理装置を用いた時に試料５
に付着させた熱電対で記録した温度プロファイルの一例
である。試料５の一例として。
に付着させた熱電対で記録した温度プロファイルの一例
である。試料５の一例として。
Ｇａ Ａ龜結晶にシリコンをイオン注入した注入ウエノ
１を用いた。注入不純物プロファイルの変イヒを最／ｊ
％に留めるために、急峻な温度上昇をさせる必要力（あ
る。温度上昇が容易に行なわれるように約１００秒間は
室温から約１００秒間度に迄上昇させて保つ。
１を用いた。注入不純物プロファイルの変イヒを最／ｊ
％に留めるために、急峻な温度上昇をさせる必要力（あ
る。温度上昇が容易に行なわれるように約１００秒間は
室温から約１００秒間度に迄上昇させて保つ。
次に約１００℃／ｓ ｅｃの温度勾配で１００℃から９
５０℃迄上昇させ、この温度で数秒保った後にランプの
入力を切り温度な下降させる。この時温度下降の速度は
熱処理炉の熱容量に依存する。
５０℃迄上昇させ、この温度で数秒保った後にランプの
入力を切り温度な下降させる。この時温度下降の速度は
熱処理炉の熱容量に依存する。
先に述べた様に注入層のプロファイルは可能な限シ注入
時のプロファイルを保つことが望ましい。
時のプロファイルを保つことが望ましい。
従って昇温と共に、降温の速度も、不純物の再拡散を最
小に留める上から重要である。第１図に示す熱処理装置
では降温の速度はランプの消灯による赤外線照射の停止
後は、加えられた出力が冷却水、或いは周囲の空気によ
って吸収される速度に依存する。従って、装置に依存し
て一定の降温速度以上に早く冷却することは出来ない。
小に留める上から重要である。第１図に示す熱処理装置
では降温の速度はランプの消灯による赤外線照射の停止
後は、加えられた出力が冷却水、或いは周囲の空気によ
って吸収される速度に依存する。従って、装置に依存し
て一定の降温速度以上に早く冷却することは出来ない。
本発明では、この点を考慮して、熱処理温度。
ここでは９００℃に所定の時間保った後、直ちに第１図
７で示したガスを冷却用気体例えば液体窒素からの窒素
ガスに切り換える、或いは、先に流しているガスに冷却
用ガスを混入させることにより。
７で示したガスを冷却用気体例えば液体窒素からの窒素
ガスに切り換える、或いは、先に流しているガスに冷却
用ガスを混入させることにより。
所望の降温速度を得ることを特徴とする。
この結果、第２図に於いて破線で示す様に、昇温速度と
殆んど変らない急峻な冷却が実現できる。
殆んど変らない急峻な冷却が実現できる。
先の概要においては、ガスの流入方向は、試料クエへ面
に平行に設定されて・いるが、ウェア１面内での一様性
を考慮する場合には、一方向に限らず図面に垂直な方向
（２方向）から流入し、＃！１図で示したガス７の糸路
（入口、出口の双方）から排気をする。或いは、その存
在に、第１図の糸路の出口、入口の双方からガスを導入
し、図面と垂直な２方向から排気をする等の変化が考え
られる。
に平行に設定されて・いるが、ウェア１面内での一様性
を考慮する場合には、一方向に限らず図面に垂直な方向
（２方向）から流入し、＃！１図で示したガス７の糸路
（入口、出口の双方）から排気をする。或いは、その存
在に、第１図の糸路の出口、入口の双方からガスを導入
し、図面と垂直な２方向から排気をする等の変化が考え
られる。
冷却用の気体も液体窒素からの窒素の他に、液体ヘリウ
ムからのヘリウム、或いはこれ等と不活性ガスとの混合
気体等が考えられる。
ムからのヘリウム、或いはこれ等と不活性ガスとの混合
気体等が考えられる。
第１図は本発明の熱処理装置の基本的構成を示す図１ｍ
２図は本発明の熱処理装置と従来熱処理装置の昇温、降
温特性を比較して示した図である。 １・・・ハロゲンランプ、 ２・・・赤外線ビーム、３
・・・反射鏡、 ４・・・炉管、 ５・・・被照射試料、 ６・・・試料台。 ７・・・ガス、 ８・・・支持台。 ９・・・水。 代理人 弁理士 則近憲佑 （ほか１名）第１図 第２図 時働（わ
２図は本発明の熱処理装置と従来熱処理装置の昇温、降
温特性を比較して示した図である。 １・・・ハロゲンランプ、 ２・・・赤外線ビーム、３
・・・反射鏡、 ４・・・炉管、 ５・・・被照射試料、 ６・・・試料台。 ７・・・ガス、 ８・・・支持台。 ９・・・水。 代理人 弁理士 則近憲佑 （ほか１名）第１図 第２図 時働（わ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光線を発する手段と被照射物に気体を導入し。 冷却する機構を備えたことを特徴とする熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048154A JPS60193343A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048154A JPS60193343A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60193343A true JPS60193343A (ja) | 1985-10-01 |
Family
ID=12795448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59048154A Pending JPS60193343A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60193343A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0849773A1 (en) * | 1996-12-18 | 1998-06-24 | Texas Instruments Incorporated | Die attach material curing apparatus |
| JP2001297996A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Nec Corp | 回路製造方法および装置、アニール制御方法および装置、情報記憶媒体 |
| JP2001297995A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Nec Corp | 回路製造方法および装置 |
| JP2002176000A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 熱処理装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2012004584A (ja) * | 2011-08-09 | 2012-01-05 | Renesas Electronics Corp | 回路製造方法、アニール制御方法、および情報記録媒体 |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59048154A patent/JPS60193343A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0849773A1 (en) * | 1996-12-18 | 1998-06-24 | Texas Instruments Incorporated | Die attach material curing apparatus |
| US5993591A (en) * | 1996-12-18 | 1999-11-30 | Texas Instruments Incorporated | Coring of leadframes in carriers via radiant heat source |
| JP2001297996A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Nec Corp | 回路製造方法および装置、アニール制御方法および装置、情報記憶媒体 |
| JP2001297995A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Nec Corp | 回路製造方法および装置 |
| JP2002176000A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 熱処理装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2012004584A (ja) * | 2011-08-09 | 2012-01-05 | Renesas Electronics Corp | 回路製造方法、アニール制御方法、および情報記録媒体 |
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