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熱処理アニール工程の短縮とは？課題と対策・製品を解説
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ウェーハプロセスにおける熱処理アニール工程の短縮とは？
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大村技研の『連続式熱処理炉』は、均一な温度による電子部品の
連続熱処理に用いることが出来る装置です。
あらゆる電子部品の熱処理に対応可能で、多品種・小ロットの電子部品の
熱処理に適しています。
高精度な温度コントロールにより歩留まり向上に貢献します。
【特長】
■均一な温度による電子部品の連続熱処理に
■多品種・小ロットの電子部品に対応
■高精度な温度コントロール
■要求仕様により設計製作が可能
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
連続式熱処理炉
伝統と豊富な実績を持つウシオ社の
光加熱用光源によるRTPの事例紹介です。
かつての半導体熱処理は、ファーネス（断熱）が一般的だったが
ナノオーダーのデバイスの場合、薄い膜形成や浅い接合が必要となり
アイソサーマルの代名詞ともなっているRTPがキーテクノロジーとなっています。
また、次世代半導体においては、熱流束技術として
フラッシュランプアニールが主流となっています。
●その他機能や詳細については、お問合わせ下さい。
【事例紹介 】RTP（ラピッドサーマルプロセス）
伝統と豊富な実績を持つウシオ社の
光加熱用光源による、電極の焼成の事例紹介です。
ハロゲンヒータを使用することで、ハロゲンヒータが持つ
高速昇温性、配熱分布や放射波長により
基板や電極材料の特性にマッチした熱処理を行うことができる
●その他機能や詳細については、お問合わせ下さい。
【事例紹介】電極の焼成
ワッティーが提供する『Hi-Watty Light』は、純アルミに近い熱伝導率を持つ
窒化アルミ製の小型ヒータです。
素材が持つ高い熱伝導性と独自のヒータパターン設計による
ヒータ内に空気が残らない構造で、小型ながら高い発熱量と均一な温度特性を実現。
耐衝撃性に優れ、容器・金属・気体などの加熱用途に使用できます。
□5mm～□50mmの7サイズ、15種類をラインアップし、低コスト・短納期での提供が可能です。
★さらに高い温度特性を持つ特注品や、コンパクトな昇降温制御ユニットも提供。
詳しくは、資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。
【特長】
■高速昇温・冷却に対応
■アルミに近い熱伝導率
■熱膨張率が小さい
■電気絶縁性が高い
■優れた耐食性
※標準品の場合は、短納期での対応が可能です。
それ以外も、試作・カスタムのご要望を承っております。
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
▼お問い合わせ先
TEL：相模原事業所 042-704-5352
MAIL：info@watty.co.jp
窒化アルミ製セラミックヒータ『Hi-Watty Light』
ボンバータ加熱装置は、ゲッターを加熱する装置です。このゲッターは、ガラス管の中に入っていますから炎で温度を上げることはできません。そこで高周波誘導加熱によって加熱するわけです。 また、ゲッターの大きさは様々ですが直径１mm、長さ３～５ｍｍ程度のものから昇温させることが可能です。特にSUSのゲッターは温度が上がりにくい為、弊社では、約６０００ＫＨｚの 発振機を使用します。詳しくはカタログをダウンロードしてください。
また、蛍光灯のゲッター加熱装置は 『ジェミディス加熱装置』の方も御覧ください。
ボンバータ加熱装置
SiC（シリコンカーバイド）、GaN（窒化ガリウム、ガリウムナイトライド）等の化合物半導体では、デバイス作製に適した高温イオン注入やドーパント活性化のための高温アニールが必要とされます。弊社では、高温イオン注入や高温アニールのリクエストにお応えします。
また、アニール時の温度が高温のため、アニール前のキャップ膜による表面保護が必要になります。弊社では高温アニールだけでなく、PBII（Plasma Based Ion Implantation)を使ってカーボンキャップ膜成膜のニーズにもお応え致します。
【掲載内容】
高温イオン注入
キャップ膜成膜
高温アニール処理
※詳しくはPDFをダウンロードいただくか、お問い合わせください。
高温イオン注入・高温アニール受託サービス【SiC、GaN等】
パイロリティックボロンナイトライド（PBN）やタンタルカーバイドは高い耐熱性や耐腐食性を有し、
急速昇降温・超高温を容易に実現できるセラミックスです。
PBNは色々な形状に蒸着製造または加工が可能。
超高温ヒータや高温静電チャック、グラファイト保護コーティングもございます。
PBN機能部品は有機ELの製造プロセス、半導体単結晶成長プロセス、
その他の高温真空プロセスなどの改善に貢献します。
【特長】
■12インチウェハ（300mmウェハ）にも対応
■超高真空・高温（1700℃※）条件で使用できる
■高温下でも高い電気絶縁性を維持できる
■靭性があるため割れにくい
■化学的に安定
※詳しくはPDFをダウンロードいただくか、お気軽にお問い合わせください。
半導体製造用高温ヒータ、静電チャックおよび耐熱衝撃セラミックス
伝統と豊富な実績を持つウシオ社の
光加熱用光源の実用例（高速昇降温加熱）のご紹介です
【特徴】
○使用光源：ハロゲンランプヒータ
○熱容量が小さく、3000K以上のフィラメントから照射される
輻射光により、高温/急速昇降温といった加熱特性に優れた熱源
○半導体や耐用電池の熱処理プロセスにおいて
酸化膜形成、不純物拡散、シリサイド形成、電極焼成など
多くの工程で使用される
●その他機能や詳細については、お問合わせ下さい。伝統と豊富な実績を持つウシオ社の
ウシオの光で出来ること『高速昇降温加熱』
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ウェーハプロセスにおける熱処理アニール工程の短縮
ウェーハプロセスにおける熱処理アニール工程の短縮とは？
パワーデバイス＆パワーモジュール製造におけるウェーハプロセスでは、材料の特性を向上させるために熱処理アニール工程が不可欠です。この工程は、ウェーハを高温で一定時間保持することで、結晶構造の改善や不純物の拡散などを促します。しかし、このアニール工程は製造時間の大半を占めることが多く、生産性向上のためのボトルネックとなっています。そのため、アニール工程の時間を短縮することは、製造コスト削減、リードタイム短縮、そして最終的な製品の競争力強化に直結する重要な課題です。
課題
長時間アニールによる生産性低下
従来の熱処理アニールは、材料特性の最適化のために長時間が必要であり、ウェーハ製造全体のリードタイムを著しく長くしています。これにより、生産能力の限界やコスト増大を招いています。
エネルギー消費量の増大
高温での長時間アニールは、大量のエネルギーを消費します。これは製造コストの上昇だけでなく、環境負荷の増大にも繋がっており、持続可能な製造プロセスへの転換が求められています。
材料特性のばらつき
アニール時間のわずかな変動や温度分布の不均一性が、ウェーハ間の材料特性のばらつきを生じさせ、製品の歩留まり低下や信頼性問題の原因となることがあります。
設備投資と維持コスト
長時間アニールに対応するための大型の熱処理炉や、その維持管理には高額な設備投資とランニングコストが必要です。より効率的な設備への投資が求められています。
対策
高速加熱・冷却技術の導入
短時間で目標温度に到達し、迅速に冷却できる高度な加熱・冷却システムを導入することで、アニール時間を大幅に短縮します。これにより、生産性の向上とエネルギー消費量の削減が期待できます。
マイクロ波・プラズマアニール技術の活用
従来の抵抗加熱に代わり、マイクロ波やプラズマを利用した加熱方式を採用します。これにより、材料内部から均一かつ効率的に加熱することが可能となり、アニール時間の短縮と特性向上を両立させます。
プロセス最適化とシミュレーション
高度なプロセスシミュレーション技術を用いて、最適なアニール温度、時間、雰囲気などの条件を精密に計算・予測します。これにより、無駄な時間を排除し、最小限の時間で最大限の効果を得られるようにします。
新規材料・ドーピング技術の開発
アニール工程に依存しない、あるいはより短時間のアニールで所望の特性が得られる新規材料やドーピング技術を開発・導入します。これにより、根本的なプロセス改善を目指します。
対策に役立つ製品例
高効率熱処理装置
従来の熱処理装置と比較して、格段に速い昇温・降温速度と高い温度均一性を実現する装置です。これにより、アニール時間を大幅に短縮し、生産性を向上させます。
マイクロ波加熱システム
マイクロ波の特性を活かし、ウェーハ内部から均一かつ迅速に加熱するシステムです。従来の熱伝導による加熱よりも効率的で、アニール時間の短縮に貢献します。
プロセスシミュレーションソフトウェア
熱伝導、拡散、材料特性変化などを高精度にシミュレーションし、最適なアニール条件を導き出すソフトウェアです。無駄な実験を減らし、短時間で最適なプロセスを確立できます。
特殊ドーピング材料
低温または短時間のアニールで、所望の電気的特性を発現させるように設計されたドーピング材料です。アニール工程の負荷を軽減し、プロセス全体の効率化に寄与します。
