半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置
【課題】半導体製造工程の加熱処理プロセスにおいて、輻射率のウェーハ面内のばらつきに起因するウェーハ面内の到達温度のばらつきを抑え、特性のばらつき、劣化を抑えることが可能な半導体装置の製造方法と半導体装置の製造装置を提供する。
【解決手段】ウェーハの輻射率のパターン依存性を検出し、検出された前記輻射率のパターン依存性に基づき、ウェーハの加熱面を決定し、加熱面が決定されたウェーハと、加熱面が決定された他のウェーハのそれぞれ非加熱面が対向するように、ウェーハと他のウェーハを所定間隔離間するように保持し、ウェーハと他のウェーハのそれぞれ前記加熱面を加熱する。
【解決手段】ウェーハの輻射率のパターン依存性を検出し、検出された前記輻射率のパターン依存性に基づき、ウェーハの加熱面を決定し、加熱面が決定されたウェーハと、加熱面が決定された他のウェーハのそれぞれ非加熱面が対向するように、ウェーハと他のウェーハを所定間隔離間するように保持し、ウェーハと他のウェーハのそれぞれ前記加熱面を加熱する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウェーハの活性化アニール処理に用いられる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高集積化、高性能化に伴い、トランジスタの電流駆動力改善を図るために、ソース・ドレインの拡散層形成のためのアニール工程において、スパイクＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）が用いられている。このスパイクＲＴＡによれば、熱源として例えばハロゲンランプなどによる高エネルギーの光をウェーハに照射して、ウェーハを例えば１０００℃程度に到達するように、急速昇降温させることができるため、不純物の深さ方向への拡散を抑え、イオン活性化を図ることが可能である。
【０００３】
一方、このようなスパイクＲＴＡにより加熱されるウェーハにおいて、積層膜構造や形状が異なるパターンが形成されるなどにより、ウェーハ面内輻射率に大きくばらつきが生じる場合がある。そして、輻射率が低い領域は、ウェーハをアニールする場合、十分に光エネルギーを吸収することができない。例えば、活性化のために１０００℃に到達することが必要である場合でも、９００℃程度にしか温度上昇せず、不純物の活性化に必要な温度に到達できない。そのため、不純物が十分に活性化せずウェーハ面内に抵抗差が生じたり、トランジスタ性能が劣化するといった問題が生じている。
【０００４】
そこで、輻射率分布を有する被処理物を、均一な分布となるように加熱する手法が開示されている（例えば特許文献１など参照）。しかしながら、面内で加熱温度を制御するための制御系が複雑になり、綿密な温度制御が困難であるという問題がある。
【特許文献１】特開２００７−９５８８９号公報（［請求項１］、［００４２］など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、半導体製造工程の加熱処理プロセスにおいて、輻射率のウェーハ面内のばらつきに起因するウェーハ面内の到達温度のばらつきを抑え、特性のばらつき、劣化を抑えることが可能な半導体装置の製造方法と半導体装置の製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、ウェーハの輻射率のパターン依存性を検出し、検出された前記輻射率のパターン依存性に基づき、前記ウェーハの加熱面を決定し、前記加熱面が決定された前記ウェーハと、加熱面が決定された他のウェーハのそれぞれ非加熱面が対向するように、前記ウェーハと前記他のウェーハを所定間隔離間するように保持し、前記ウェーハと前記他のウェーハのそれぞれ前記加熱面を加熱することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
また、本発明の一態様によれば、ウェーハを保持し、搬送する搬送機構と、前記ウェーハの面方向の軸を中心に回転させるウェーハ回転機構と、前記ウェーハを保持するウェーハ保持具と、前記ウェーハと離間して加熱する加熱機構を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施態様によれば、半導体製造工程の加熱処理プロセスにおいて、輻射率のウェーハ面内のばらつきに起因するウェーハ面内の到達温度のばらつきを抑え、特性のばらつき、劣化を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１０】
（実施形態１）
図１に本実施形態の半導体装置の製造装置の断面図を示す。図に示すように、ウェーハｗを回転、搬送するための搬送ユニット１０と、ウェーハｗ、ｗ’をアニール処理するための加熱ユニット２０から構成されている。
【００１１】
搬送ユニット１０には、ゲート１１より搬入されたウェーハｗを加熱ユニット２０に搬送する搬送機構ととともに、ウェーハ面方向の軸を中心に回転させるための回転機構を備える搬送駆動機構１２が設けられている。この搬送駆動機構１２には、搬送駆動部１２ａを介してウェーハｗまたはウェーハｗ’を保持するための真空チャックまたは静電チャックを有するウェーハ保持部１３が接続されている。
【００１２】
このような搬送ユニット１０とゲート１４を介して接続され、ウェーハｗ、ｗ’が搬送され、加熱処理される加熱ユニット２０には、一対の加熱機構２１、２２が設置されている。加熱機構２１、２２は、輻射光源として例えば複数のハロゲンランプ２１ａ、２２ａを備え、それぞれ８００〜１１５０℃まで１００〜２５０℃／ｓｅｃの昇温レートでウェーハｗ、ｗ’を加熱することが可能である。
【００１３】
上部の加熱機構２１の上部および下部の加熱機構２２の下部には、ウェーハ温度を測定するための放射温度計２３、２４が設置されている。そして、放射温度計２３、２４は、加熱機構２１、２２と接続された温度制御機構２５と接続されている。温度制御機構２５においては、放射温度計２３、２４により測定されたウェーハｗ、ｗ’の温度に基づき、リアルタイムでハロゲンランプ２１ａ、２２ａの出力が調整される。そして、加熱機構２１、２２に挟まれるように、ウェーハｗ、ｗ’をアニールするための例えば石英からなるチャンバー２６が設置されている。
【００１４】
チャンバー２６は、不活性ガスなどでパージすることが可能であり、その内部には、２枚のウェーハを所定間隔離間させて保持するウェーハ保持具２７が設置されている。ウェーハ保持具２７は、図２ＡおよびそのＡ−Ａ’断面図である図２Ｂに示すように、ドーナツ状の外周部２７ａと、この外周部に接続され、ウェーハｗ、ｗ’を、それぞれその周辺において、例えば３点で最外周より３ｍｍ以下で接触するように保持する載置部２７ｂから構成されている。
【００１５】
このような半導体装置の製造装置を用いて、以下のようにしてイオン注入されたウェーハｗを加熱処理する。
【００１６】
装置にウェーハｗを導入する前に、予めウェーハｗの加熱面を決定する。そのため、先ず、素子形成面（表面）に例えばゲート電極部形成や、素子分離領域形成などによるパターンが存在する場合、輻射率のパターン依存性が強いかどうかを判断する。例えば、加熱処理前の履歴から、ウェーハ表面のパターン内の所定の膜種の面積が所定の値を上回る場合、あるいは、ウェーハ表面における所定の膜種（構造）の被覆率(総面積)が所定の値を上回る場合に、パターン依存性が強いと判断することができる。そして、輻射率のパターン依存性が強い場合、ウェーハｗの加熱面を裏面とし、パターン依存性が低い場合、加熱面を表面とする。
【００１７】
以下、輻射率のパターン依存性が強く、加熱面を裏面とする場合について説明する。
【００１８】
このようにして、加熱面が裏面に決定されたウェーハｗを、表面を上面にしてウェーハ保持部１３に載置し、裏面をチャックすることにより保持して、搬送駆動部１２ａにより搬送ユニット１０内に搬入する。そして、搬送駆動部１２ａによりウェーハ面方向を軸に加熱面である裏面が上側になるようにウェーハｗを反転させる。
【００１９】
反転したウェーハｗは、ウェーハ保持部１３により裏面（上側）で保持されたまま、搬送駆動部１２ａにより、ゲート１４を通って、加熱ユニット２０内のチャンバー２６内に搬送される。そして、ウェーハ保持具２７の載置部２７ｂの上段に載置される。
【００２０】
次いで、同様に加熱面が裏面に決定されたウェーハｗ’を、ウェーハｗと同様に表面を上面にしてウェーハ保持部１３に載置し、裏面をチャックすることにより保持して、搬送駆動部１２ａにより搬送ユニット１０内に搬入する。そして、ウェーハｗ’を反転させることなく、ウェーハ保持部１３により裏面（下側）で保持されたまま、同様に搬送駆動部１２ａにより、ゲート１４を通って、加熱ユニット２０内のチャンバー２６内に搬送される。そして、ウェーハ保持具２７の載置部２７ｂの下段に載置される。
【００２１】
ウェーハ保持具２７により非加熱面（表面）が対向するように保持されたウェーハｗ、ｗ’は、ゲート１４を閉じた後、チャンバー２６内に例えばＮ２などの所定のガスをパージして加熱処理される。この加熱処理において、加熱機構２１、２２により、石英からなるチャンバー２６を介してウェーハｗ、ｗ’の表面温度がそれぞれ例えば１０００℃まで昇温レート１００〜２５０℃／ｓｅｃで昇温させ、１〜２秒保持された後、降温される。このとき、放射温度計２３、２４により測定されたウェーハｗ、ｗ’の裏面の温度に基づき、温度制御機構２５においてリアルタイムでハロゲンランプ２１ａ、２２ａの出力が調整される。
【００２２】
ウェーハｗ、ｗ’の加熱処理が完了した後、ゲート１４を開け、先ず下側のウェーハｗ’が搬送駆動部１２ａを用いてチャンバー２６より搬出され、さらに搬送ユニット１０を介して搬出される。次いで、上側のウェーハｗが搬送駆動部１２ａを用いてチャンバー２６より搬出され、搬送ユニット１０中で表面が上側になるように反転された後、搬出される。
【００２３】
このようにしてそれぞれ裏面から加熱されたウェーハｗにおいて、四端子法によりウェーハ面内位置によるシート抵抗を測定した結果を図３に示す。なお、ウェーハｗには、予めＢＦ２イオンを注入エネルギー４０ｋｅＶ、注入量５．００×１０１５／ｃｍ２の条件でイオン注入し、加熱処理における表面到達温度は１０８０℃とした。そして、ウェーハｗ表面の一部に輻射率のパターン依存性が高い領域として、４００ｎｍ厚の輻射率の高いＳｉＯ２膜を幅２０ｍｍ被覆させた領域を形成した。また、比較例として、従来の表面から加熱されたウェーハにおいて、同様にしてシート抵抗を測定した結果を併せて示す。
【００２４】
図に示すように、比較例においては、ＳｉＯ２の被覆された領域において、輻射熱により表面温度が上昇し、抵抗値が低くなり、被覆されていない領域とのシート抵抗差が３０Ω／□程度となった。これに対し、本実施形態によれば、ＳｉＯ２の被覆された領域において、輻射量が大きくなるため、表面温度が低下し、抵抗値が若干高くなるものの、シート抵抗差は３Ω／□程度と、従来の１／１０程度まで低減することができた。
【００２５】
このようにして輻射率のパターン依存性を判断し、依存性が高いと判断されたウェーハｗ、ｗ’において、それぞれ裏面から加熱することにより、表面の輻射率のウェーハ面内のばらつきに依存することなく、均一な加熱処理が可能となる。そして、２枚のウェーハを対向させて保持して加熱することにより、それぞれ対向するウェーハからの輻射熱により、裏面からの加熱であっても、高い熱効率で加熱処理することが可能となる。また、２枚のウェーハを同時に加熱処理することができるため、より処理効率を向上させることが可能となる。
【００２６】
本実施形態において、履歴により輻射率のパターン依存性を判断したが、予め判断できる手法であれば特に限定されるものではなく、例えば、予め、参照光を照射して測定された反射率や透過率などから輻射率のパターン依存性を判断することができる。
【００２７】
また、予めウェーハ表面の位置に対応するパターンの有無、パターン形状を、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサーなどの固体撮像素子を用いて検出し、予め記憶された輻射率のパターン依存性が強いパターンと比較して、これらの相関率が所定値を上回る場合に、パターン依存性が強いと判断することができる。
【００２８】
また、本実施形態において、ウェーハｗ、ｗ’はウェーハ保持具２７により最外周の例えば３か所保持されているが、図４ＡおよびそのＢ−Ｂ’断面図である図４Ｂに示すように、ウェーハｗ、ｗ’の裏面に接触するように裏面伝熱用保持具２８を設けてもよい。ウェーハの裏面には、酸化膜などの保護膜が形成されているが、特に条件を厳密に制御して形成されたものではないため、その裏面の膜厚、膜構成に依存して輻射率が変動する。そこで、裏面伝熱用保持具２８を設けることにより、輻射率の変動によらず、ウェーハ表面の素子領域への加熱量（到達温度）を一定にすることが可能となる。このとき、裏面伝熱用保持具２８は、高速昇温でも十分に温度が一定となる厚さであり、ウェーハｗ、ｗ’を金属汚染しない材料から構成されることが好ましい。
【００２９】
たとえば、シリコン板を、輻射光を吸収しやすいシリコンカーバイドやシリコン窒化膜、シリコン酸化膜で被覆したものを用いることができる。具体的には、０．７５ｍｍ厚のシリコン板を膜厚１５０ｎｍのシリコン窒化膜で被覆したものを用いることができる。
【００３０】
（実施形態２）
図５に本実施形態の半導体装置の製造装置の断面図を示す。本実施形態は実施形態１と同様にウェーハｗを回転、搬送するための搬送ユニット３０と、ウェーハｗをアニール処理するための加熱ユニット４０から構成されているが、搬送ユニット３０内に、ウェーハの輻射率のパターン依存性を判断するための測定機能を設けた点が異なっている。
【００３１】
搬送ユニット３０には、搬入されたウェーハｗを加熱ユニット４０に搬送する搬送機構ととともに、ウェーハ面方向の軸を中心に回転させるための回転機構を備える搬送駆動機構３２が設けられている。この搬送駆動機構３２には、搬送駆動部３２ａを介してウェーハｗを保持するための真空チャックまたは静電チャックを有するウェーハ保持部３３が接続されている。
【００３２】
そして、搬送ユニット３０の上方には、ウェーハｗに参照光を照射するための参照光源３５と、その反射光を検知し、反射率を測定するための反射率測定器３６が設けられ、下方にはその透過光を検知し、透過率を測定するための透過率測定器３７が設けられている。なお、参照光源３５の位置は、上方に限定されるものではなく、下方でも側方でもよい。その場合、同じ方向に反射率測定器３６が、対向する方向に透過率測定器３７が設けられる。
【００３３】
これら反射率測定器３６、透過率測定器３７および搬送駆動機構３２は、輻射率分布検出機構を構成し、これらは加熱面が判断される加熱面判断機構３８と接続されている。
【００３４】
このような搬送ユニット３０とゲート３４を介して接続され、ウェーハｗ、ｗ’が搬送され、加熱処理される加熱ユニット４０には、実施形態１と同様に、一対の加熱機構４１、４２が設置されている。加熱機構４１、４２は、輻射光源として例えば複数のハロゲンランプ４１ａ、４２ａを備え、それぞれ８００〜１１５０℃まで１００〜２５０℃／ｓｅｃの昇温レートでウェーハｗ、ｗ’を加熱することが可能である。
【００３５】
上部の加熱機構４１の上部および下部の加熱機構４２の下部には、実施形態１と同様に、ウェーハ温度を測定するための放射温度計４３、４４が設置されている。そして、放射温度計４３、４４は、加熱機構４１、４２と接続された温度制御機構４５と接続されている。温度制御機構４５においては、実施形態１と同様に、放射温度計４３、４４により測定されたウェーハｗ、ｗ’の温度に基づき、リアルタイムにハロゲンランプ４１ａ、４２ａの出力が調整される。温度制御機構４５は、必要に応じて、反射率、透過率の測定結果に基づいた制御を行うために、さらに反射率測定器３６、透過率測定器３７と直接あるいは加熱面判断機構３８を介して接続される。
【００３６】
そして、加熱機構４１、４２に挟まれるように、ウェーハｗ、ｗ’をアニールするための例えば石英からなるチャンバー４６が設置されている。チャンバー４６内には、実施形態１と同様に、２枚のウェーハを所定間隔離間させて保持するウェーハ保持具４７が設置されている。
【００３７】
このような半導体装置の製造装置を用いて、以下のようにしてイオン注入されたウェーハｗを加熱処理する。
【００３８】
先ず、ウェーハｗを、表面を上面にしてウェーハ保持部３３に載置し、裏面をチャックすることにより保持して、搬送駆動部３２ａにより搬送ユニット３０内に搬入する。
【００３９】
そして、搬入されたウェーハｗにおいて、参照光源３５よりウェーハｗ表面の測定ポイントに参照光を照射し、反射率測定器３６において反射率を測定するとともに、透過率測定器３７により透過率を測定する。そして、搬送駆動部３２ａによりウェーハｗを適宜移動させ、複数の測定ポイントにおいて反射率および透過率を測定する。測定された反射率、透過率と、搬送駆動機構からの位置情報に基づき、輻射率分布を求め、輻射率のばらつきが所定の値を超えた場合、加熱面判断機構３８において、輻射率のパターン依存性が高いと判断される。そして、輻射率のパターン依存性が強い場合、ウェーハｗの加熱面を裏面とし、パターン依存性が低い場合、加熱面を表面とする。
【００４０】
以下、輻射率のパターン依存性が強く、加熱面を裏面とする場合について説明する。
【００４１】
加熱面を裏面としたウェーハｗを、搬送駆動部３２ａによりウェーハ面方向を軸に裏面が上側になるよう反転させる。そして、ウェーハ保持部３３により裏面（上側）で保持された状態で、ウェーハｗ表面と同様にしてウェーハｗ裏面の複数の測定ポイントにおいて反射率および透過率を測定する。
【００４２】
裏面の反射率および透過率が測定されたウェーハｗは、ウェーハ保持部３３により裏面（上側）で保持されたまま、搬送駆動部３２ａにより、ゲート３４を通って、加熱ユニット４０内のチャンバー４６内に搬送される。そして、ウェーハ保持具４７の上段に載置される。
【００４３】
次いで、同様に、加熱面が裏面に決定されたウェーハｗ’の裏面の複数の測定ポイントにおいて反射率および透過率を測定する。そして、ウェーハｗ’を再度反転させ、ウェーハ保持部３３により裏面（下側）で保持し、同様に搬送駆動部３２ａにより、ゲート３４を通って、加熱ユニット４０内のチャンバー４６内に搬送される。そして、ウェーハ保持具４７の下段に載置される。
【００４４】
ウェーハ保持具４７により非加熱面（表面）が対向するように保持されたウェーハｗ、ｗ’は、実施形態１と同様に、ゲート３４を閉じた後、チャンバー４６内に例えばＮ２などの所定のガスをパージして加熱処理される。この加熱処理において、加熱機構４１、４２により、石英からなるチャンバー４６を介してウェーハｗ、ｗ’の表面温度がそれぞれ例えば１０００℃まで昇温レート１００〜２５０℃／ｓｅｃで昇温させ、１〜２秒保持された後、降温される。
【００４５】
このとき、ウェーハｗ、ｗ’においてそれぞれ測定された放射温度計４３、４４により測定されたウェーハｗ、ｗ’の反射率および透過率から得られる輻射率に基づき、設定温度を調整し、さらに、実施形態１と同様に、裏面の温度に基づき、温度制御機構４５においてリアルタイムでハロゲンランプ４１ａ、４２ａの出力が調整される。
【００４６】
ウェーハｗ、ｗ’の加熱処理が完了した後、ゲート３４を開け、先ず下側のウェーハｗ’が搬送駆動部３２ａを用いてチャンバー４６より搬出され、さらに搬送ユニット３０を介して搬出される。次いで、上側のウェーハｗが搬送駆動部３２ａを用いてチャンバー４６より搬出され、搬送ユニット３０中で表面が上側になるように反転された後、搬出される。
【００４７】
このようにしてそれぞれ裏面から加熱されたウェーハｗ、ｗ’において、実施形態１と同様に、表面の輻射率のウェーハ面内のばらつきに依存することなく、均一な加熱処理が可能となる。そして、２枚のウェーハを対向させて保持して加熱することにより、それぞれ対向するウェーハからの輻射熱により、高い熱効率で加熱処理することが可能となる。また、２枚のウェーハを同時に加熱処理することができるため、より処理効率を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、ウェーハ裏面においては、上述したように、酸化膜などの保護膜が形成されているが、特に条件を厳密に制御して形成されたものではないため、その膜厚、膜構成に依存する輻射率のばらつきがある。そこで、本実施形態のように、ウェーハ裏面の輻射率により裏面加熱のレシピを適宜変動させることにより、ウェーハ表面の素子領域への加熱量（到達温度）を一定にすることが可能となる。
【００４９】
なお、ウェーハ裏面の反射率などの測定は、必ずしも行なわなくてもよく、必要に応じて行えばよい。例えば、上述したように、ウェーハｗ、ｗ’の裏面に接触するように高速昇温でも十分に温度が一定となる厚さの裏面伝熱用保持具を設けることにより、裏面の膜厚、膜構成によらずウェーハ表面の素子領域への加熱量（到達温度）を一定にすることが可能となる。
【００５０】
本実施形態において、参照光については特に規定していないが、例えば可視領域、赤外領域における特定波長の反射率、透過率を測定してもよい。また、参照光に複数の波長のものを用い、その反射率、透過率や、反射率スペクトル、透過率スペクトルを測定してもよい。
【００５１】
また、本実施形態において、反射率などから輻射率のパターン依存性を判断し、加熱面を決定したが、輻射率のパターン依存性の判断手法はこれらに限定されるものではない。例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサーなどの固体撮像素子などを用いたパターン検出機構を搬送ユニット内に配置することにより、ウェーハ表面の位置に対応するパターンの有無、パターン形状を検出する。そして、検出されたパターンと予め記憶された輻射率のパターン依存性が強いパターンと比較して、これらの相関率が所定値を上回る場合に、パターン依存性が強いと判断することができる。
【００５２】
また、本実施形態において、搬送駆動部３２ａによりウェーハｗ、ｗ’を移動させて反射率などを測定したが、図６に示すように、ウェーハｗ、ｗ’を固定し、参照光源３５、反射率測定器３６、透過率測定器３７側に測定器駆動機構３９を設けて移動させることにより測定してもよい。このような駆動機構は、上述した固体撮像素子などを用いたパターン検出機構にも同様に設けることが可能である。
【００５３】
なお、これら実施形態において、ウェーハの裏面から加熱する例について説明したが、輻射率のパターン依存性が低いウェーハについては、表面から加熱してもよい。この場合、ウェーハ保持具の下段に載置されるウェーハが、表面が下方向となるように反転される。
【００５４】
また、これら実施形態の半導体装置の製造装置を用いて、ウェーハを２枚同時に処理しているが、必ずしも２枚を同時に処理する必要はなく、１枚のウェーハを処理することも可能である。このとき、被処理ウェーハと対向するようにダミーウェハを用いることが好ましい。なお、ウェーハを一枚で処理する場合、加熱手段は本実施形態のように必ずしも対向して設ける必要はない。加熱手段を上方あるいは下方のいずれかに設け、決定された加熱面が加熱手段に対向するように、必要に応じて搬送駆動部によりウェーハを反転させた後、ウェーハ保持具に載置して加熱処理してもよい。
【００５５】
また、これら実施形態においては、不純物活性化のためのアニールを行う場合を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、輻射光を用いた熱処理であれば、適用することが可能である。例えば、サリサイド形成工程など、より低温、低昇温レートの条件の工程において、適用することが可能である。
【００５６】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一態様による半導体装置の製造装置の断面図。
【図２Ａ】本発明の一態様におけるウェーハ保持具を示す図。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ−Ａ’断面図。
【図３】本発明の一態様におけるウェーハ面内位置によるシート抵抗を測定した結果を示す図。
【図４Ａ】本発明の一態様における裏面伝熱用保持具を示す図。
【図４Ｂ】図４ＡのＢ−Ｂ’断面図。
【図５】本発明の一態様による半導体装置の製造装置の断面図。
【図６】本発明の一態様による半導体装置の製造装置の断面図。
【符号の説明】
【００５８】
ｗ、ｗ’…ウェーハ
１０、３０…搬送ユニット
１１、１４、３１、３４…ゲート
１２、３２…搬送駆動機構
１２ａ、３２ａ…搬送駆動部
１３、３３…ウェーハ保持部
２０、４０…加熱ユニット
２１、４１、２２、４２…加熱機構
２１ａ、２２ａ、４１ａ、４２ａ…ハロゲンランプ
２３、２４、４３、４４…放射温度計
２５、４５…温度制御機構
２６、４６…チャンバー
２７、４７…ウェーハ保持具
２７ａ、４７ａ…外周部
２７ｂ、４７ｂ…載置部
２８…裏面伝熱用保持具
３５…参照光源
３６…反射率測定器
３７…透過率測定器
３８…加熱面判断機構
３９…測定器駆動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウェーハの活性化アニール処理に用いられる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高集積化、高性能化に伴い、トランジスタの電流駆動力改善を図るために、ソース・ドレインの拡散層形成のためのアニール工程において、スパイクＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）が用いられている。このスパイクＲＴＡによれば、熱源として例えばハロゲンランプなどによる高エネルギーの光をウェーハに照射して、ウェーハを例えば１０００℃程度に到達するように、急速昇降温させることができるため、不純物の深さ方向への拡散を抑え、イオン活性化を図ることが可能である。
【０００３】
一方、このようなスパイクＲＴＡにより加熱されるウェーハにおいて、積層膜構造や形状が異なるパターンが形成されるなどにより、ウェーハ面内輻射率に大きくばらつきが生じる場合がある。そして、輻射率が低い領域は、ウェーハをアニールする場合、十分に光エネルギーを吸収することができない。例えば、活性化のために１０００℃に到達することが必要である場合でも、９００℃程度にしか温度上昇せず、不純物の活性化に必要な温度に到達できない。そのため、不純物が十分に活性化せずウェーハ面内に抵抗差が生じたり、トランジスタ性能が劣化するといった問題が生じている。
【０００４】
そこで、輻射率分布を有する被処理物を、均一な分布となるように加熱する手法が開示されている（例えば特許文献１など参照）。しかしながら、面内で加熱温度を制御するための制御系が複雑になり、綿密な温度制御が困難であるという問題がある。
【特許文献１】特開２００７−９５８８９号公報（［請求項１］、［００４２］など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、半導体製造工程の加熱処理プロセスにおいて、輻射率のウェーハ面内のばらつきに起因するウェーハ面内の到達温度のばらつきを抑え、特性のばらつき、劣化を抑えることが可能な半導体装置の製造方法と半導体装置の製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、ウェーハの輻射率のパターン依存性を検出し、検出された前記輻射率のパターン依存性に基づき、前記ウェーハの加熱面を決定し、前記加熱面が決定された前記ウェーハと、加熱面が決定された他のウェーハのそれぞれ非加熱面が対向するように、前記ウェーハと前記他のウェーハを所定間隔離間するように保持し、前記ウェーハと前記他のウェーハのそれぞれ前記加熱面を加熱することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
また、本発明の一態様によれば、ウェーハを保持し、搬送する搬送機構と、前記ウェーハの面方向の軸を中心に回転させるウェーハ回転機構と、前記ウェーハを保持するウェーハ保持具と、前記ウェーハと離間して加熱する加熱機構を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施態様によれば、半導体製造工程の加熱処理プロセスにおいて、輻射率のウェーハ面内のばらつきに起因するウェーハ面内の到達温度のばらつきを抑え、特性のばらつき、劣化を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１０】
（実施形態１）
図１に本実施形態の半導体装置の製造装置の断面図を示す。図に示すように、ウェーハｗを回転、搬送するための搬送ユニット１０と、ウェーハｗ、ｗ’をアニール処理するための加熱ユニット２０から構成されている。
【００１１】
搬送ユニット１０には、ゲート１１より搬入されたウェーハｗを加熱ユニット２０に搬送する搬送機構ととともに、ウェーハ面方向の軸を中心に回転させるための回転機構を備える搬送駆動機構１２が設けられている。この搬送駆動機構１２には、搬送駆動部１２ａを介してウェーハｗまたはウェーハｗ’を保持するための真空チャックまたは静電チャックを有するウェーハ保持部１３が接続されている。
【００１２】
このような搬送ユニット１０とゲート１４を介して接続され、ウェーハｗ、ｗ’が搬送され、加熱処理される加熱ユニット２０には、一対の加熱機構２１、２２が設置されている。加熱機構２１、２２は、輻射光源として例えば複数のハロゲンランプ２１ａ、２２ａを備え、それぞれ８００〜１１５０℃まで１００〜２５０℃／ｓｅｃの昇温レートでウェーハｗ、ｗ’を加熱することが可能である。
【００１３】
上部の加熱機構２１の上部および下部の加熱機構２２の下部には、ウェーハ温度を測定するための放射温度計２３、２４が設置されている。そして、放射温度計２３、２４は、加熱機構２１、２２と接続された温度制御機構２５と接続されている。温度制御機構２５においては、放射温度計２３、２４により測定されたウェーハｗ、ｗ’の温度に基づき、リアルタイムでハロゲンランプ２１ａ、２２ａの出力が調整される。そして、加熱機構２１、２２に挟まれるように、ウェーハｗ、ｗ’をアニールするための例えば石英からなるチャンバー２６が設置されている。
【００１４】
チャンバー２６は、不活性ガスなどでパージすることが可能であり、その内部には、２枚のウェーハを所定間隔離間させて保持するウェーハ保持具２７が設置されている。ウェーハ保持具２７は、図２ＡおよびそのＡ−Ａ’断面図である図２Ｂに示すように、ドーナツ状の外周部２７ａと、この外周部に接続され、ウェーハｗ、ｗ’を、それぞれその周辺において、例えば３点で最外周より３ｍｍ以下で接触するように保持する載置部２７ｂから構成されている。
【００１５】
このような半導体装置の製造装置を用いて、以下のようにしてイオン注入されたウェーハｗを加熱処理する。
【００１６】
装置にウェーハｗを導入する前に、予めウェーハｗの加熱面を決定する。そのため、先ず、素子形成面（表面）に例えばゲート電極部形成や、素子分離領域形成などによるパターンが存在する場合、輻射率のパターン依存性が強いかどうかを判断する。例えば、加熱処理前の履歴から、ウェーハ表面のパターン内の所定の膜種の面積が所定の値を上回る場合、あるいは、ウェーハ表面における所定の膜種（構造）の被覆率(総面積)が所定の値を上回る場合に、パターン依存性が強いと判断することができる。そして、輻射率のパターン依存性が強い場合、ウェーハｗの加熱面を裏面とし、パターン依存性が低い場合、加熱面を表面とする。
【００１７】
以下、輻射率のパターン依存性が強く、加熱面を裏面とする場合について説明する。
【００１８】
このようにして、加熱面が裏面に決定されたウェーハｗを、表面を上面にしてウェーハ保持部１３に載置し、裏面をチャックすることにより保持して、搬送駆動部１２ａにより搬送ユニット１０内に搬入する。そして、搬送駆動部１２ａによりウェーハ面方向を軸に加熱面である裏面が上側になるようにウェーハｗを反転させる。
【００１９】
反転したウェーハｗは、ウェーハ保持部１３により裏面（上側）で保持されたまま、搬送駆動部１２ａにより、ゲート１４を通って、加熱ユニット２０内のチャンバー２６内に搬送される。そして、ウェーハ保持具２７の載置部２７ｂの上段に載置される。
【００２０】
次いで、同様に加熱面が裏面に決定されたウェーハｗ’を、ウェーハｗと同様に表面を上面にしてウェーハ保持部１３に載置し、裏面をチャックすることにより保持して、搬送駆動部１２ａにより搬送ユニット１０内に搬入する。そして、ウェーハｗ’を反転させることなく、ウェーハ保持部１３により裏面（下側）で保持されたまま、同様に搬送駆動部１２ａにより、ゲート１４を通って、加熱ユニット２０内のチャンバー２６内に搬送される。そして、ウェーハ保持具２７の載置部２７ｂの下段に載置される。
【００２１】
ウェーハ保持具２７により非加熱面（表面）が対向するように保持されたウェーハｗ、ｗ’は、ゲート１４を閉じた後、チャンバー２６内に例えばＮ２などの所定のガスをパージして加熱処理される。この加熱処理において、加熱機構２１、２２により、石英からなるチャンバー２６を介してウェーハｗ、ｗ’の表面温度がそれぞれ例えば１０００℃まで昇温レート１００〜２５０℃／ｓｅｃで昇温させ、１〜２秒保持された後、降温される。このとき、放射温度計２３、２４により測定されたウェーハｗ、ｗ’の裏面の温度に基づき、温度制御機構２５においてリアルタイムでハロゲンランプ２１ａ、２２ａの出力が調整される。
【００２２】
ウェーハｗ、ｗ’の加熱処理が完了した後、ゲート１４を開け、先ず下側のウェーハｗ’が搬送駆動部１２ａを用いてチャンバー２６より搬出され、さらに搬送ユニット１０を介して搬出される。次いで、上側のウェーハｗが搬送駆動部１２ａを用いてチャンバー２６より搬出され、搬送ユニット１０中で表面が上側になるように反転された後、搬出される。
【００２３】
このようにしてそれぞれ裏面から加熱されたウェーハｗにおいて、四端子法によりウェーハ面内位置によるシート抵抗を測定した結果を図３に示す。なお、ウェーハｗには、予めＢＦ２イオンを注入エネルギー４０ｋｅＶ、注入量５．００×１０１５／ｃｍ２の条件でイオン注入し、加熱処理における表面到達温度は１０８０℃とした。そして、ウェーハｗ表面の一部に輻射率のパターン依存性が高い領域として、４００ｎｍ厚の輻射率の高いＳｉＯ２膜を幅２０ｍｍ被覆させた領域を形成した。また、比較例として、従来の表面から加熱されたウェーハにおいて、同様にしてシート抵抗を測定した結果を併せて示す。
【００２４】
図に示すように、比較例においては、ＳｉＯ２の被覆された領域において、輻射熱により表面温度が上昇し、抵抗値が低くなり、被覆されていない領域とのシート抵抗差が３０Ω／□程度となった。これに対し、本実施形態によれば、ＳｉＯ２の被覆された領域において、輻射量が大きくなるため、表面温度が低下し、抵抗値が若干高くなるものの、シート抵抗差は３Ω／□程度と、従来の１／１０程度まで低減することができた。
【００２５】
このようにして輻射率のパターン依存性を判断し、依存性が高いと判断されたウェーハｗ、ｗ’において、それぞれ裏面から加熱することにより、表面の輻射率のウェーハ面内のばらつきに依存することなく、均一な加熱処理が可能となる。そして、２枚のウェーハを対向させて保持して加熱することにより、それぞれ対向するウェーハからの輻射熱により、裏面からの加熱であっても、高い熱効率で加熱処理することが可能となる。また、２枚のウェーハを同時に加熱処理することができるため、より処理効率を向上させることが可能となる。
【００２６】
本実施形態において、履歴により輻射率のパターン依存性を判断したが、予め判断できる手法であれば特に限定されるものではなく、例えば、予め、参照光を照射して測定された反射率や透過率などから輻射率のパターン依存性を判断することができる。
【００２７】
また、予めウェーハ表面の位置に対応するパターンの有無、パターン形状を、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサーなどの固体撮像素子を用いて検出し、予め記憶された輻射率のパターン依存性が強いパターンと比較して、これらの相関率が所定値を上回る場合に、パターン依存性が強いと判断することができる。
【００２８】
また、本実施形態において、ウェーハｗ、ｗ’はウェーハ保持具２７により最外周の例えば３か所保持されているが、図４ＡおよびそのＢ−Ｂ’断面図である図４Ｂに示すように、ウェーハｗ、ｗ’の裏面に接触するように裏面伝熱用保持具２８を設けてもよい。ウェーハの裏面には、酸化膜などの保護膜が形成されているが、特に条件を厳密に制御して形成されたものではないため、その裏面の膜厚、膜構成に依存して輻射率が変動する。そこで、裏面伝熱用保持具２８を設けることにより、輻射率の変動によらず、ウェーハ表面の素子領域への加熱量（到達温度）を一定にすることが可能となる。このとき、裏面伝熱用保持具２８は、高速昇温でも十分に温度が一定となる厚さであり、ウェーハｗ、ｗ’を金属汚染しない材料から構成されることが好ましい。
【００２９】
たとえば、シリコン板を、輻射光を吸収しやすいシリコンカーバイドやシリコン窒化膜、シリコン酸化膜で被覆したものを用いることができる。具体的には、０．７５ｍｍ厚のシリコン板を膜厚１５０ｎｍのシリコン窒化膜で被覆したものを用いることができる。
【００３０】
（実施形態２）
図５に本実施形態の半導体装置の製造装置の断面図を示す。本実施形態は実施形態１と同様にウェーハｗを回転、搬送するための搬送ユニット３０と、ウェーハｗをアニール処理するための加熱ユニット４０から構成されているが、搬送ユニット３０内に、ウェーハの輻射率のパターン依存性を判断するための測定機能を設けた点が異なっている。
【００３１】
搬送ユニット３０には、搬入されたウェーハｗを加熱ユニット４０に搬送する搬送機構ととともに、ウェーハ面方向の軸を中心に回転させるための回転機構を備える搬送駆動機構３２が設けられている。この搬送駆動機構３２には、搬送駆動部３２ａを介してウェーハｗを保持するための真空チャックまたは静電チャックを有するウェーハ保持部３３が接続されている。
【００３２】
そして、搬送ユニット３０の上方には、ウェーハｗに参照光を照射するための参照光源３５と、その反射光を検知し、反射率を測定するための反射率測定器３６が設けられ、下方にはその透過光を検知し、透過率を測定するための透過率測定器３７が設けられている。なお、参照光源３５の位置は、上方に限定されるものではなく、下方でも側方でもよい。その場合、同じ方向に反射率測定器３６が、対向する方向に透過率測定器３７が設けられる。
【００３３】
これら反射率測定器３６、透過率測定器３７および搬送駆動機構３２は、輻射率分布検出機構を構成し、これらは加熱面が判断される加熱面判断機構３８と接続されている。
【００３４】
このような搬送ユニット３０とゲート３４を介して接続され、ウェーハｗ、ｗ’が搬送され、加熱処理される加熱ユニット４０には、実施形態１と同様に、一対の加熱機構４１、４２が設置されている。加熱機構４１、４２は、輻射光源として例えば複数のハロゲンランプ４１ａ、４２ａを備え、それぞれ８００〜１１５０℃まで１００〜２５０℃／ｓｅｃの昇温レートでウェーハｗ、ｗ’を加熱することが可能である。
【００３５】
上部の加熱機構４１の上部および下部の加熱機構４２の下部には、実施形態１と同様に、ウェーハ温度を測定するための放射温度計４３、４４が設置されている。そして、放射温度計４３、４４は、加熱機構４１、４２と接続された温度制御機構４５と接続されている。温度制御機構４５においては、実施形態１と同様に、放射温度計４３、４４により測定されたウェーハｗ、ｗ’の温度に基づき、リアルタイムにハロゲンランプ４１ａ、４２ａの出力が調整される。温度制御機構４５は、必要に応じて、反射率、透過率の測定結果に基づいた制御を行うために、さらに反射率測定器３６、透過率測定器３７と直接あるいは加熱面判断機構３８を介して接続される。
【００３６】
そして、加熱機構４１、４２に挟まれるように、ウェーハｗ、ｗ’をアニールするための例えば石英からなるチャンバー４６が設置されている。チャンバー４６内には、実施形態１と同様に、２枚のウェーハを所定間隔離間させて保持するウェーハ保持具４７が設置されている。
【００３７】
このような半導体装置の製造装置を用いて、以下のようにしてイオン注入されたウェーハｗを加熱処理する。
【００３８】
先ず、ウェーハｗを、表面を上面にしてウェーハ保持部３３に載置し、裏面をチャックすることにより保持して、搬送駆動部３２ａにより搬送ユニット３０内に搬入する。
【００３９】
そして、搬入されたウェーハｗにおいて、参照光源３５よりウェーハｗ表面の測定ポイントに参照光を照射し、反射率測定器３６において反射率を測定するとともに、透過率測定器３７により透過率を測定する。そして、搬送駆動部３２ａによりウェーハｗを適宜移動させ、複数の測定ポイントにおいて反射率および透過率を測定する。測定された反射率、透過率と、搬送駆動機構からの位置情報に基づき、輻射率分布を求め、輻射率のばらつきが所定の値を超えた場合、加熱面判断機構３８において、輻射率のパターン依存性が高いと判断される。そして、輻射率のパターン依存性が強い場合、ウェーハｗの加熱面を裏面とし、パターン依存性が低い場合、加熱面を表面とする。
【００４０】
以下、輻射率のパターン依存性が強く、加熱面を裏面とする場合について説明する。
【００４１】
加熱面を裏面としたウェーハｗを、搬送駆動部３２ａによりウェーハ面方向を軸に裏面が上側になるよう反転させる。そして、ウェーハ保持部３３により裏面（上側）で保持された状態で、ウェーハｗ表面と同様にしてウェーハｗ裏面の複数の測定ポイントにおいて反射率および透過率を測定する。
【００４２】
裏面の反射率および透過率が測定されたウェーハｗは、ウェーハ保持部３３により裏面（上側）で保持されたまま、搬送駆動部３２ａにより、ゲート３４を通って、加熱ユニット４０内のチャンバー４６内に搬送される。そして、ウェーハ保持具４７の上段に載置される。
【００４３】
次いで、同様に、加熱面が裏面に決定されたウェーハｗ’の裏面の複数の測定ポイントにおいて反射率および透過率を測定する。そして、ウェーハｗ’を再度反転させ、ウェーハ保持部３３により裏面（下側）で保持し、同様に搬送駆動部３２ａにより、ゲート３４を通って、加熱ユニット４０内のチャンバー４６内に搬送される。そして、ウェーハ保持具４７の下段に載置される。
【００４４】
ウェーハ保持具４７により非加熱面（表面）が対向するように保持されたウェーハｗ、ｗ’は、実施形態１と同様に、ゲート３４を閉じた後、チャンバー４６内に例えばＮ２などの所定のガスをパージして加熱処理される。この加熱処理において、加熱機構４１、４２により、石英からなるチャンバー４６を介してウェーハｗ、ｗ’の表面温度がそれぞれ例えば１０００℃まで昇温レート１００〜２５０℃／ｓｅｃで昇温させ、１〜２秒保持された後、降温される。
【００４５】
このとき、ウェーハｗ、ｗ’においてそれぞれ測定された放射温度計４３、４４により測定されたウェーハｗ、ｗ’の反射率および透過率から得られる輻射率に基づき、設定温度を調整し、さらに、実施形態１と同様に、裏面の温度に基づき、温度制御機構４５においてリアルタイムでハロゲンランプ４１ａ、４２ａの出力が調整される。
【００４６】
ウェーハｗ、ｗ’の加熱処理が完了した後、ゲート３４を開け、先ず下側のウェーハｗ’が搬送駆動部３２ａを用いてチャンバー４６より搬出され、さらに搬送ユニット３０を介して搬出される。次いで、上側のウェーハｗが搬送駆動部３２ａを用いてチャンバー４６より搬出され、搬送ユニット３０中で表面が上側になるように反転された後、搬出される。
【００４７】
このようにしてそれぞれ裏面から加熱されたウェーハｗ、ｗ’において、実施形態１と同様に、表面の輻射率のウェーハ面内のばらつきに依存することなく、均一な加熱処理が可能となる。そして、２枚のウェーハを対向させて保持して加熱することにより、それぞれ対向するウェーハからの輻射熱により、高い熱効率で加熱処理することが可能となる。また、２枚のウェーハを同時に加熱処理することができるため、より処理効率を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、ウェーハ裏面においては、上述したように、酸化膜などの保護膜が形成されているが、特に条件を厳密に制御して形成されたものではないため、その膜厚、膜構成に依存する輻射率のばらつきがある。そこで、本実施形態のように、ウェーハ裏面の輻射率により裏面加熱のレシピを適宜変動させることにより、ウェーハ表面の素子領域への加熱量（到達温度）を一定にすることが可能となる。
【００４９】
なお、ウェーハ裏面の反射率などの測定は、必ずしも行なわなくてもよく、必要に応じて行えばよい。例えば、上述したように、ウェーハｗ、ｗ’の裏面に接触するように高速昇温でも十分に温度が一定となる厚さの裏面伝熱用保持具を設けることにより、裏面の膜厚、膜構成によらずウェーハ表面の素子領域への加熱量（到達温度）を一定にすることが可能となる。
【００５０】
本実施形態において、参照光については特に規定していないが、例えば可視領域、赤外領域における特定波長の反射率、透過率を測定してもよい。また、参照光に複数の波長のものを用い、その反射率、透過率や、反射率スペクトル、透過率スペクトルを測定してもよい。
【００５１】
また、本実施形態において、反射率などから輻射率のパターン依存性を判断し、加熱面を決定したが、輻射率のパターン依存性の判断手法はこれらに限定されるものではない。例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサーなどの固体撮像素子などを用いたパターン検出機構を搬送ユニット内に配置することにより、ウェーハ表面の位置に対応するパターンの有無、パターン形状を検出する。そして、検出されたパターンと予め記憶された輻射率のパターン依存性が強いパターンと比較して、これらの相関率が所定値を上回る場合に、パターン依存性が強いと判断することができる。
【００５２】
また、本実施形態において、搬送駆動部３２ａによりウェーハｗ、ｗ’を移動させて反射率などを測定したが、図６に示すように、ウェーハｗ、ｗ’を固定し、参照光源３５、反射率測定器３６、透過率測定器３７側に測定器駆動機構３９を設けて移動させることにより測定してもよい。このような駆動機構は、上述した固体撮像素子などを用いたパターン検出機構にも同様に設けることが可能である。
【００５３】
なお、これら実施形態において、ウェーハの裏面から加熱する例について説明したが、輻射率のパターン依存性が低いウェーハについては、表面から加熱してもよい。この場合、ウェーハ保持具の下段に載置されるウェーハが、表面が下方向となるように反転される。
【００５４】
また、これら実施形態の半導体装置の製造装置を用いて、ウェーハを２枚同時に処理しているが、必ずしも２枚を同時に処理する必要はなく、１枚のウェーハを処理することも可能である。このとき、被処理ウェーハと対向するようにダミーウェハを用いることが好ましい。なお、ウェーハを一枚で処理する場合、加熱手段は本実施形態のように必ずしも対向して設ける必要はない。加熱手段を上方あるいは下方のいずれかに設け、決定された加熱面が加熱手段に対向するように、必要に応じて搬送駆動部によりウェーハを反転させた後、ウェーハ保持具に載置して加熱処理してもよい。
【００５５】
また、これら実施形態においては、不純物活性化のためのアニールを行う場合を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、輻射光を用いた熱処理であれば、適用することが可能である。例えば、サリサイド形成工程など、より低温、低昇温レートの条件の工程において、適用することが可能である。
【００５６】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一態様による半導体装置の製造装置の断面図。
【図２Ａ】本発明の一態様におけるウェーハ保持具を示す図。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ−Ａ’断面図。
【図３】本発明の一態様におけるウェーハ面内位置によるシート抵抗を測定した結果を示す図。
【図４Ａ】本発明の一態様における裏面伝熱用保持具を示す図。
【図４Ｂ】図４ＡのＢ−Ｂ’断面図。
【図５】本発明の一態様による半導体装置の製造装置の断面図。
【図６】本発明の一態様による半導体装置の製造装置の断面図。
【符号の説明】
【００５８】
ｗ、ｗ’…ウェーハ
１０、３０…搬送ユニット
１１、１４、３１、３４…ゲート
１２、３２…搬送駆動機構
１２ａ、３２ａ…搬送駆動部
１３、３３…ウェーハ保持部
２０、４０…加熱ユニット
２１、４１、２２、４２…加熱機構
２１ａ、２２ａ、４１ａ、４２ａ…ハロゲンランプ
２３、２４、４３、４４…放射温度計
２５、４５…温度制御機構
２６、４６…チャンバー
２７、４７…ウェーハ保持具
２７ａ、４７ａ…外周部
２７ｂ、４７ｂ…載置部
２８…裏面伝熱用保持具
３５…参照光源
３６…反射率測定器
３７…透過率測定器
３８…加熱面判断機構
３９…測定器駆動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの輻射率のパターン依存性を検出し、
検出された前記輻射率のパターン依存性に基づき、前記ウェーハの加熱面を決定し、
前記加熱面が決定された前記ウェーハと、加熱面が決定された他のウェーハのそれぞれ非加熱面が対向するように、前記ウェーハと前記他のウェーハを所定間隔離間するように保持し、
前記ウェーハと前記他のウェーハのそれぞれ前記加熱面を加熱することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記加熱面は、前記ウェーハと前記他のウェーハの裏面であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
ウェーハを保持し、搬送する搬送機構と、
前記ウェーハの面方向の軸を中心に回転させるウェーハ回転機構と、
前記ウェーハを保持するウェーハ保持具と、
前記ウェーハと離間して加熱する加熱機構を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項４】
前記ウェーハ保持具は、２枚のウェーハを所定間隔離間させて保持することができ、
前記加熱機構は、前記ウェーハ保持具を挟んで対向して設けられることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項５】
前記ウェーハの面内の輻射率分布を検出する輻射率分布検出機構と、
検出された輻射率分布に基づき加熱面を決定する加熱面判断機構を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１】
ウェーハの輻射率のパターン依存性を検出し、
検出された前記輻射率のパターン依存性に基づき、前記ウェーハの加熱面を決定し、
前記加熱面が決定された前記ウェーハと、加熱面が決定された他のウェーハのそれぞれ非加熱面が対向するように、前記ウェーハと前記他のウェーハを所定間隔離間するように保持し、
前記ウェーハと前記他のウェーハのそれぞれ前記加熱面を加熱することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記加熱面は、前記ウェーハと前記他のウェーハの裏面であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
ウェーハを保持し、搬送する搬送機構と、
前記ウェーハの面方向の軸を中心に回転させるウェーハ回転機構と、
前記ウェーハを保持するウェーハ保持具と、
前記ウェーハと離間して加熱する加熱機構を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項４】
前記ウェーハ保持具は、２枚のウェーハを所定間隔離間させて保持することができ、
前記加熱機構は、前記ウェーハ保持具を挟んで対向して設けられることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項５】
前記ウェーハの面内の輻射率分布を検出する輻射率分布検出機構と、
検出された輻射率分布に基づき加熱面を決定する加熱面判断機構を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の半導体装置の製造装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１０２１０（Ｐ２０１０−１０２１０Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６４６９２（Ｐ２００８−１６４６９２）
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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