(57)【要約】【課題】特に高融点金属のシリサイド化工程において半導体基板７と基板支持リング８との比較的小さい位置ずれが発生した場合にそれを検知し、ランプ加熱処理が通常に進行することなく設備停止することができる熱処理装置を提供する。【解決手段】半導体基板を載置する基板支持リングが、順テーパー状の傾斜をもってリング形状の内縁を外縁に比して窪ませた凹部を有するとともに、この内縁の内周上に、この内周からこの傾斜に至る距離（底面長）の中間の深さを持つ切り欠き部を設ける。これにより、半導体基板が基板支持リングの所定位置から少しでもずれて載置されたときには、切り欠き部が半導体基板で覆われないため、熱処理を行うランプユニットからの光がこの切り欠き部を透過する。この透過光を検知して熱処理を停止する。【選択図】図１
2009099896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を載置するリング形状の基板支持リングと、該半導体基板に光を照射して加熱するランプユニットと、該半導体基板の該ランプユニットの反対側に複数の放射温度センサとを備える熱処理装置において、
上記基板支持リングが、順テーパー状の傾斜をもって上記リング形状の内縁を外縁に比して窪ませた凹部を有するとともに、該内縁の内周上に、該内周から該傾斜に至る距離（底面長）の中間の深さを持つ切り欠き部を有すること
を特徴とする、熱処理装置。
【請求項２】
上記内縁が、少なくとも上記半導体基板を保持できる領域を有している、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
上記切り欠き部の上記深さが、上記底面長の８０％以下である、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項４】
上記半導体基板が上記基板支持リングの所定位置に載置されたとき、上記切り欠き部の最深部と該半導体基板の外周との距離が、該半導体基板の直径の０．２５％乃至０．７５％である、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項５】
上記半導体基板が上記基板支持リングの所定位置に載置されず、上記ランプユニットの上記切り欠き部からの透過光を上記放射温度センサが検知した場合、上記半導体基板の熱処理を停止する温度制御手段を備える、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項６】
半導体基板に、絶縁材料からなる素子分離領域を形成し、該素子分離領域に挟まれた領域にゲート絶縁膜を形成し、該ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成し、該ゲート電極の側壁に絶縁材料からなるサイドウォールを形成し、さらに全面に高融点遷移金属膜を形成する工程と、上記半導体基板をチャンバ内部の基板支持リングに載置する工程とを備える半導体装置の製造方法において、
上記半導体基板にランプユニットから光を照射して該半導体基板を加熱し、少なくとも上記サイドウォールの横の該半導体基板と上記高融点遷移金属膜とを反応させて第１のシリサイド層を形成する第１の熱処理工程と、
上記基板支持リングが、順テーパー状の傾斜をもって上記リング形状の内縁を外縁に比して窪ませた凹部を有するとともに、該内縁の内周上に、該内周から該傾斜に至る距離（底面長）の中間の深さを持つ切り欠き部を有し、上記半導体基板が上記基板支持リングの所定位置に載置されず、上記ランプユニットの上記切り欠き部からの透過光を検知した場合、上記熱処理工程を停止する工程と
を備えることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
上記第１の熱処理工程後、上記半導体基板に未反応で残存する金属層を除去し、再度上記基板支持リングに該半導体基板を載置して加熱し、上記第１のシリサイド層と下地の該半導体基板とを反応させ、第２のシリサイド層を形成する第２の熱処理工程を備える、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
上記高融点遷移金属がＣｏである、請求項６又は７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプにより加熱された状況下で半導体基板に高融点金属シリサイド化処理を行う熱処理装置と半導体装置の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置を構成する素子パターンの微細化に伴い、薄いゲート絶縁膜や浅い不純物拡散領域、シリサイド形成等の形成工程においてスループットを低下させることなく、均一に、かつ安定して形成することが必要となっている。このため、半導体装置の製造工程では、短時間の熱処理を半導体ウェーハ１枚ずつ枚葉式で行うＲＴＰ（rapid thermal process）熱処理装置が使用されるようになっている。この種の装置として、基板加熱用ランプが放射する熱エネルギーにより半導体基板の熱処理を行うランプ式ＲＴＰ装置が開発され、一般に普及している。
【０００３】
図１は、このようなランプ式ＲＴＰ装置（以下、熱処理装置という。）を示す断面図である。当該熱処理装置は、基板処理が行われる円筒状のチャンバ３の上部に、石英プレート４を介して複数のタングステンハロゲンランプ１が配設されたランプユニット２を備えている。
【０００４】
チャンバ３の側壁には、チャンバ３内にプロセスガスを導入するためのガス導入路５が連通され、ガス導入路５と対向する位置の側壁には、チャンバ３内のガスを排出するガス導出路６が連通されている。例えば、半導体基板７上に酸化膜や窒化膜等の特定の材料膜を形成するため、温度を上昇させて成膜処理を行う場合には、当該材料膜に応じた材料ガスがガス導入路５から導入される。また、イオン注入により不純物が注入された半導体基板７の活性化アニール処理や、電極用のシリサイド形成を行う場合には、Ｎ2ガスやＡｒガス等の不活性ガスがガス導入路５から導入される。
【０００５】
チャンバ３の内部には、平面図６(a)に示すような、処理対象となる半導体基板７の直径Ｒよりもわずかに小さい内径ｒの中空部を有する、シリコンカーバイド等の耐熱材料からなるリング形状の基板支持リング３８が、水平面内に配置されている。なお。図６(b)は、この基板支持リング３８の、平面図６(a)のＡ−Ａ間で切断した断面図である。基板支持リング３８は、チャンバ３の下面から鉛直上方に突出する円筒状の回転シリンダ９に支持されており、基板支持リング３８の凹部(図６における斜線部)に半導体基板７のエッジ部が載置される（断面図６(b)）。なお、図６(a)では、半導体基板７を記載するとこの基板支持リング３８の形状などが視認しづらくなるため、半導体基板７が設置されるべき位置を点線の円で示している。
【０００６】
上記回転シリンダ９は、水平面内で回転可能な軸受け（図示せず）を介して、チャンバ３の底面に支持されており、基板処理は半導体基板７を回転させながら実施される。なお、半導体基板７は、例えば、チャンバ３の側壁に開閉自在に設けられた、図示しない基板入出口から搬入出される。
【０００７】
チャンバ３底面には、回転シリンダ９の内側の領域に、半導体基板７の半径方向に適当な間隔(例えば等間隔)をおいて配置された光ファイバプローブよりなる複数の放射温度センサ１０の一端が露出されている。この光ファイバプローブの他端には、図示しないパイロメータ等の温度計測器が接続されており、半導体基板７の下面から放射される光（輻射熱）により、基板処理中の基板面の温度が、基板の中心部から外周部に渡って計測される。この計測結果に基づいて、温度制御手段１１によって、半導体基板７の中心部から外周部に渡って温度が均一になるようにランプユニット２の各ランプ１の出力が制御されるようになっている。
【０００８】
上記のような装置構成を用いて、半導体基板７を基板支持リング３８に搬入する場合、搬送機構の位置精度や長期使用による劣化、搬送部材の劣化等の影響で半導体基板７が基板支持リング３８の正常な位置(半導体基板７と基板支持リング８が同心円となる位置)に載置できず、基板支持リング３８上に偏って載置されてしまう場合がある（以下「位置ずれ」と標記する）。この位置ずれは、半導体基板７が基板支持リング３８から大きく外れて載置された場合、半導体基板７が基板支持リング３８の上記中空部を被覆せずに隙間が発生し、ランプユニット２のランプ光が放射温度センサ１０に直接照射されるため、正常処理と異なる測定結果と認識して、当該基板処理装置全体が設備停止する。
【０００９】
しかしながら位置ずれが軽微の場合には、上記隙間が発生せず、ランプ加熱処理が通常進行してしまう。このような状態でランプ加熱処理が行われると、半導体基板７の基板支持リング３８に対する接触面積が半導体基板７周辺部上の位置によって不均一となる。即ち、例えば図４に示すように、基板７の右方の領域Ｐ１と左方の領域Ｐ２とでは、この半導体基板７と基板支持リング８とのオーバーラップ量（重なり合いの程度）が異なっている。ここで、半導体基板７と基板支持リング３８との接触面では、この半導体基板７と基板支持リング３８との間で熱の交換が発生するため、半導体基板７と基板支持リング３８との接触面積が面内で不均一になることは、面内の処理温度の不均一に繋がることになる。これは、半導体装置の製造歩留りの低下を発生させる要因となる。
【００１０】
この対策として、図６(b)に示すように、基板支持リング３８の凹部の側面Ｇを上方に向かうにつれて広がった順テーパー状であって、基板支持リング３８の内縁３３に向かうにつれて側面が基板支持リング３８の中心側に接近する方向に傾斜するように形成する技術が、下記の特許文献１に開示されている。この従来技術によれば、チャンバ３内に半導体基板７を搬入し、基板支持リング３８上に載置するとき、多少の位置ずれが発生しても半導体基板７の端部がテーパー状の傾斜Ｇをすべり、基板支持リング３８の中央に半導体基板７を載置することができる。
【特許文献１】特開２００３−１４２４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記の従来技術には以下のような問題点がある。
【００１２】
図６に示した特許文献１のように、基板支持リング３８の内縁３３の側面に傾斜Ｇを設ける機構を採用しても、長期的な使用の結果、搬送機構の位置精度が下がることは避け難く、例えば図５に示すように、基板支持リング３８の外縁１２に半導体基板７が乗り上げてしまう場合がある。また、同様の理由で、図４に示したように、基板支持リング３８の内縁３３（半導体基板７の接触部）内で偏って半導体基板７が載置されてしまう場合が避けられない。すると、やはり半導体基板７と基板支持リング３８との接触面積が不均一となり、これは半導体基板７の面内の処理温度の不均一に繋がる。
【００１３】
上記内縁３３の内周から上記傾斜Ｇまでの距離（底面長）Ｌ(図６(b)参照)を一様に限りなく小さくすることでも半導体基板７の軽微な位置ずれによる処理温度の不均一性の対策になるが、この場合には、底面長Ｌが小さいために半導体基板７の片側が基板支持リング３８の中空部から落下する等の悪影響が発生することが懸念される。
【００１４】
図５に示すように、基板支持リング３８の外縁１２に半導体基板７が乗り上げた場合、上述のように半導体基板７が基板支持リング３８の上記中空部を被覆せずに隙間が発生するということが起こらない。このため、図１においてランプユニット２のランプ光が放射温度センサ１０に直接照射されることがなく、通常アニール処理が進行してしまう場合が有り、基板面内で１０℃以上の温度差を引き起し、半導体装置の製造歩留りの低下を発生させる要因の１つとなる。同様に、図４に示すように、基板支持リング３８の内縁３３内で偏って半導体基板７が載置されてしまう場合も、半導体基板７と上記内縁３３との接触面積の不均一から、半導体基板７の面内の処理温度の不均一を招き、やはり製造歩留りの低下を発生させる。
【００１５】
即ち、このような半導体基板７と基板支持リング３８との位置ずれが原因の半導体基板７面内の処理温度の不均一は、特に、温度に関する感度が高く低温処理が必要なシリサイド形成工程等で発生すると、シリサイドの異常成長による配線間ショートやトランジスタの接合リーク等が発生し、製造歩留りを大きく変動させる。
【００１６】
本発明は、このような問題点に鑑みて提案されたものであって、特に高融点金属のシリサイド化工程において半導体基板と基板支持リングとの比較的小さい位置ずれが発生した場合にそれを検知し、ランプ加熱処理が通常に進行することなく設備停止することができる熱処理装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以上の目的を達成するために、本発明では以下のような手段を採用している。
【００１８】
まず、本発明は、半導体基板を載置するリング形状の基板支持リングと、この半導体基板に光を照射して加熱するランプユニットと、この半導体基板の当該ランプユニットの反対側に複数の放射温度センサとを備える熱処理装置を前提としている。
【００１９】
そして、このような熱処理装置において、上記基板支持リングが、順テーパー状の傾斜をもって上記リング形状の内縁を外縁に比して窪ませた凹部を有するとともに、この内縁の内周上に、この内周からこの傾斜に至る距離（底面長）の中間の深さを持つ切り欠き部を設ける。これにより、半導体基板が基板支持リングの所定位置から少しでもずれて載置されたときには、切り欠き部が半導体基板で覆われないため、上記ランプユニットからの光がこの切り欠き部を透過することになる。
【００２０】
ここで、もちろん上記内縁は、少なくとも上記半導体基板を保持できる領域を有していなければならない。そして、上記切り欠き部の上記深さが、上記底面長の８０％以下であることが望ましい。また、上記半導体基板が上記基板支持リングの所定位置に載置されたとき、上記切り欠き部の最深部とこの半導体基板の外周との距離が、半導体基板の直径の０．２５％乃至０．７５％であることが望ましい。即ち、半導体基板が上記所定位置から少しでもずれたときには上記ランプの光を透し、かつ、半導体基板を支えることが可能な大きさの切り欠き部を設けることが肝要である。
【００２１】
そして、上記半導体基板が上記基板支持リングの所定位置に載置されず、上記ランプユニットの上記切り欠き部からの透過光を上記放射温度センサが検知した場合、上記半導体基板の熱処理を停止する温度制御手段を設ける。これにより、半導体基板が所定位置からずれたまま熱処理が進行することを防止できる。
【００２２】
なお、本願では、このような熱処理装置を用いた半導体装置の製造方法も開示する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基板と基板支持リングとの軽微な位置ずれでも検知することができ、位置ずれによる基板と基板支持リングとの接触面積が面内で不均一の影響で、ランプアニール処理温度が面内不均一のまま処理されてしまうことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、Coシリサイドを形成するためのアニールを事例として本発明を具体化している。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態におけるランプ加熱による熱処理装置の構成を示す断面図であり、その大部分は従来の熱処理装置と構成は同様である。図１に示すように、本実施形態による熱処理装置は、基板処理が行われる円筒状のチャンバ３の上部に、石英プレート４を介して複数のタングステンハロゲンランプ１が配設されたランプユニット２を備えている。チャンバ３の側壁には、チャンバ３内にプロセスガスを導入するためのガス導入路５が連通され、ガス導入路５と対向する位置の側壁には、チャンバ３内のガスを排出するガス導出路６が連通されている。電極用のシリサイド形成を行う場合には、Ｎ2ガスやＡｒガス等の不活性ガスがガス導入路５から導入される。
【００２６】
チャンバ３の内部には、処理対象となる半導体基板７の直径よりもわずかに小さい内径ｒの中空部を有するシリコンカーバイド等の耐熱材料からなる基板支持リング８が水平面内に配置されている。リング形状の基板支持リング８は、チャンバ３の下面から鉛直上方に突出する円筒状の回転シリンダ９に支持されており、基板支持リング８の内縁に半導体基板７のエッジ部が載置される。また、回転シリンダ９は水平面内で回転可能な軸受け（図示せず）を介して、チャンバ３の底面に支持されており、基板処理は半導体基板７を回転させながら実施される。なお、半導体基板７は例えば、チャンバ３の側壁に開閉自在に設けられた、図示しない基板入出口から搬入出される。
【００２７】
チャンバ３底面には、回転シリンダ９の内側の領域に、半導体基板７の半径方向に適当な間隔をおいて配置された光ファイバプローブよりなる複数の放射温度センサ１０の一端が露出されている。該光ファイバプローブの他端には、図示しないパイロメータ等の温度計測器が接続されており、半導体基板７の下面から放射される光（輻射熱）により、基板処理中の基板面の温度が、基板の中心部から外周部に渡って計測される。この計測結果に基づいて、温度制御手段１１によって、半導体基板７の中心部から外周部にわたって温度が均一になるようにランプユニット２の各ランプ１の出力が制御されるようになっている。
【００２８】
本発明による熱処理装置における特徴は、基板支持リング８にある。図２は本発明の基板支持リング８の構成を示す図であり、基板支持リング８を上から見た図２(a)と、この図２(a)のＢ−Ｂ間で切断した断面図２(b)とを示している。基板支持リング８は半導体基板７の直径Ｒより小さい直径ｒの中空部を有している。そして、半導体基板７などのような円形基板を支持するための平坦な内縁１３を有する凹部が形成され、内縁１３に沿って小さい半円状の切り欠き部１４が多数設けられている。また、内縁１３とその周囲との段差部は垂直ではなく、適切なテーパー角を持って上方に向かうにつれて広がった順テーパー状の傾斜Ｇが形成されている。なお、図２(a)では、半導体基板７を記載するとこの基板支持リング８の形状などが視認しづらくなるため、半導体基板７が載置されるべき位置を点線の円で示している。
【００２９】
この切り欠き部の深さＤ（切り欠き部が形成されていない内縁１３から測定した最深深さ、図２(b)参照）は、切り欠き部が形成されていない部分における上記傾斜Ｇから内縁１３の内周までの距離Ｌ（底面長）よりも小さい条件を満たす範囲で設けられ、凹部の底面長Ｌの８０％程度であることが望ましい。例えば図２に示す基板支持リング８の内縁の底面長Ｌが５ｍｍであれば切り欠き部１４の深さＤは３．５ｍｍ〜４．５ｍｍとなる。このようにすることによって円形の半導体基板７の中心が基板支持リングの中心と一致するように理想的に載置された場合には、半導体基板７が上記内縁１３に形成されたすべての切り欠き部１４を覆うことができる。
【００３０】
そしてこのとき、半導体基板７の端部と切り欠き部１４の最深深さ部との距離Ｅ(図２(b)参照)を、半導体基板７の直径を２００ｍｍとした場合０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度にすることができる。これはまた、円形の半導体基板７の中心が基板支持リング８の中心と一致するように理想的に載置され、かつ半導体基板７の直径が２００ｍｍの場合、この半導体基板７の端部と切り欠き部１４の最深部との距離、すなわちこの部分での凹部と半導体基板とのオーバーラップ量（重なり合いの程度）が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることを意味する。さらにこれは、このオーバーラップ量が半導体基板７の直径の０．２５％〜０．７５％であることを意味する。この構成で、凹部段差部に順テーパーが形成されていること、および半導体基板７のベベル部は業界標準の面取りがされていることによって半導体基板７を十分内縁１３に接触して載置することができる。
【００３１】
切り欠き部１４の数は特に規定するものではないができるだけ多いほうが望ましく、少なくとも図１において半導体基板７の裏面に対向して設けられている温度検出用の光ファイバプローブ１０に最も接近した位置の基板支持リング８の内縁１３に複数設けることが可能である。また切り欠き部１４の形状は図２では半円状の形状を示しているが、特に規定するものではなく、半導体基板７を基板支持リング８に載置した時の位置がずれた場合に、半導体基板７が切り欠き部を完全に覆うことができず隙間が生じる形状であればどんな形状でも構わない。
【００３２】
以上述べたような切り欠き部１４を多数備えた基板支持リング８を採用することによって、半導体基板７の搬入時に僅かな位置ずれがあっても、半導体基板７の端部が切り欠き部１４を覆わなくなる。すると、半導体基板７が基板支持リング８に載置されるタイミングで図１のランプユニット2のランプ１から光が半導体基板７に照射され始めると、放射温度センサ１０にも直接光が照射される為、正常処理と異なる測定結果を検知し、温度制御手段１１が熱処理装置全体を設備停止する。このようにして従来は位置ずれが軽微の場合、半導体基板７と基板支持リング８にランプ１の光を透過する隙間が発生せず、ランプ加熱処理が通常進行してしまい、温度不均一のまま半導体基板の熱処理が行われていたが、本発明ではこのような事態を避けることができる。
【００３３】
ところで従来技術の課題で述べたように図６に示す基板支持リング３８を備える熱処理装置を用いて熱処理を行った時に基板面内の処理温度に不均一がある場合、半導体製造工程の一つでＣｏのような高融点遷移金属とシリコンとを熱的に反応させＣｏシリサイドを形成する工程では、Ｃｏシリサイドを形成するためのアニール処理に重大な悪影響を及ぼす。しかし、本発明による熱処理装置を用いることによって安定にＣｏシリサイド層を形成することができる。以下、本発明に係る半導体装置及びその製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図３は本発明を使用して作成される半導体装置の一例を示す断面図である。この半導体装置においては、半導体基板１５表面にゲート絶縁膜１６が形成され、更にその上にはゲート電極１７が形成されている。またゲート電極１７の側壁には絶縁膜からなるサイドウォール１８が形成されている。半導体基板１５としてはシリコン基板を用いることができ、ゲート電極１７としてはポリシリコンを用いることができる。また、ゲート電極１７の線幅は、例えば０．０５〜０．１ｎｍであり、その厚さは、例えば１００〜３００ｎｍである。また、ゲート絶縁膜１６としては例えばシリコン酸化膜を使用することができ、サイドウォール１８としては例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などを使用することができる。
【００３５】
半導体基板内の表層部には、２つの不純物拡散領域１９が形成されている。これらの不純物拡散領域１９は、それぞれがソース領域およびドレイン領域となる領域であり、ゲート電極１７を挟んで互いに離間するように形成されている。特に限定するものではないが、不純物拡散領域１９の不純物濃度は、例えばドーズ量で１×１０15〜５×１０15ｃｍ-2程度であり、その拡散深さは例えば０．０５〜０．１５μｍである。また不純物拡散領域１９のゲート電極１７側の端部に接する領域であって、サイドウォール１８の下方に存在する領域には、不純物拡散領域１９よりも低濃度の不純物拡散領域２０が形成されている。更にこの半導体装置においては、ゲート電極１７および不純物拡散領域１９の少なくとも一方の表面に、コバルトおよびシリコンを含む高融点遷移金属合金層（以下、「シリサイド層」という。）２１が形成されている。
【００３６】
シリサイド層２１の層厚については、特に限定するものではない。不純物拡散領域１９上に形成する場合は、不純物拡散領域１９の拡散深さの１／３程度とすることが好ましい。またゲート電極１７上に形成する場合は、ゲート電極１７の厚さの１／３程度とすることが好ましい。具体的にはシリサイド層２１の層厚は、例えば１０〜１５ｎｍとすることができる。また、不純物拡散領域１９に隣接してシリコン酸化膜が埋め込まれた溝型絶縁分離領域２２が形成されている。
【００３７】
次に、このような半導体装置の不純物拡散領域１９の表面にコバルトシリサイド層を形成する製造方法を説明する。Ｃｏシリサイドを形成する方法としては、不純物拡散領域１９が予め形成されたＳｉ基板を露出した領域またはゲート電極１７を構成するポリシリコン層にＣｏターゲットを用いたスパッタリング法でＣｏ層を形成する。その後、本発明の基板支持リング８を備えた図１に示す熱処理装置に半導体基板７を搬入して基板支持リング８上に載置する。そして載置すると同時にランプユニット２から光を照射し、低温たとえば４００℃〜４７０℃の間の適切に設定された温度±５℃で１〜２分程度のアニールを行い、半導体基板１５およびゲート電極１７とＣｏ膜とを熱反応させ、第１の結晶相(CoSi)を有するＣｏシリサイド層（第１のシリサイド層）を形成する（第１の熱処理）。
【００３８】
次に未反応で残存する金属層を塩酸等で除去した後、再び図１に示す本発明の基板支持リング８を搭載した熱処理装置に半導体基板７を載置し、ランプユニット２から光照射して比較的高温のアニール（８００℃前後で１〜２分程度）を行い前記第１のシリサイド層とその下地部分のシリコンを反応させ第２の結晶相（CoSi2）を有し熱的に安定なＣｏシリサイド層（第２のシリサイド層）を形成させる（第２の熱処理）。このようにして半導体装置にＣｏシリサイド層を形成する。
【００３９】
上記第１のシリサイド層を形成するためのアニール処理は３６０〜５００℃程度と低温に抑える必要が有り、集積回路の集積度と選択するアニール温度帯によっては５℃以上面内温度が不均一になると、Ｃｏシリサイド膜中の組成が半導体基板内で変化（ＣｏＳｉ量の増減）する。特にＣｏ：Ｓｉ＝１：１の組成を有するＣｏシリサイド(CoSi)の比率が増加するとシリコン半導体基板とＣｏシリサイドとの格子定数差による圧縮応力が増加してしまう。Ｃｏ膜が半導体基板全面に存在し、熱反応におけるＣｏ供給源が豊富にある第１のシリサイド層、即ちＣｏシリサイド形成段階ではこの圧縮応力が起因して、シリコン半導体基板７に結晶欠陥が誘起され、欠陥部にＣｏシリサイドが流入（異常成長）してしまう。
【００４０】
このＣｏシリサイドがサイドウォール１８やゲート絶縁膜１６の下へまで侵入してしまうとトランジスタの接合リーク、ゲート電極１７を延長して形成されるゲート配線間ショート等が発生し、歩留りを大きく低下させる。しかしながら本発明による基板支持リングを搭載した熱処理装置を用いてシリサイド化工程を実施すると、基板支持リング８上の本来の所定位置に半導体基板７が位置せずにずれた場合には、ランプ光が切り欠き部１４を通して光ファイバプローブに入射する。これによって直ちに熱処理が停止するのでＣｏシリサイドの異常成長を回避することができる。
【００４１】
本発明は、以上で説明したように金属（Ｃｏ）シリサイド形成工程に使用すると特にその効果を発揮できるものであるが、この実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲において、種々の応用が可能である。たとえば、Ｎｉ合金を利用したＮｉシリサイド形成時や、イオン注入により不純物が注入された基板の活性化アニール処理時にも本発明は有効である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る熱処理装置及び半導体装置の製造方法は、特に高融点金属のシリサイド化工程において基板と基板支持リングとの比較的小さい位置ずれが発生した場合にそれを検知し、ランプ加熱処理が通常に進行することなく設備停止することができる。従って、微細な素子パターンを持つ半導体装置の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の熱処理装置の全体構成図。
【図２】本発明の基板支持リングの構成図。
【図３】本発明により製造された半導体装置の構成図。
【図４】位置ずれの説明図。
【図５】位置ずれの説明図。
【図６】従来の基板支持リングの構成図。
【符号の説明】
【００４４】
１  熱処理装置
２  ランプユニット
３  チャンバ
４  石英プレート
５  ガス導入路
６  ガス導出路
７  基板
８  基板支持リング
９  回転シリンダ
１０  放射温度センサ
１１  温度制御手段
１２  基板支持リングの外縁
１３  基板支持リングの内縁
１４  切り欠き部
１５  半導体基板表面
１６  ゲート絶縁膜
１７  ゲート電極
１８  サイドウォール
１９  不純物拡散領域
２０  低濃度の不純物拡散領域
２１  シリサイド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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