アニール・熱処理｜前工程

アニール・熱処理は、ウェーハに熱を加えて原子を動ける状態にし、材料の状態を整える工程の総称である。常温ではほとんど動かない原子が熱で動くことで、イオン注入で乱れた結晶の回復、不純物の活性化、膜の緻密化や化合物の形成が進む。一方で同じ熱は不純物を広げ、欠陥も生むため、炉で長く保つか、RTP（急速熱処理）やレーザアニールで短時間に済ませるかを工程ごとに選ぶ。

分類上の位置

工程の分類›前工程› アニール・熱処理

前工程の下にある工程で、同じ分類にはほかに19工程がある。

下位の工程

活性化アニール：活性化アニールは、イオン注入の後にウェーハを熱処理し、格子の隙間などにとどまっているドーパントを結晶の格子位置に収めて、電子や正孔を供給する状態にする工程である。
FGA（フォーミングガスアニール）：FGA（フォーミングガスアニール）は、配線層まで作り終えたウェーハを、水素を窒素で薄めた混合ガス中で加熱する低温の熱処理である。
炉アニール（バッチ式熱処理）：炉アニール（バッチ式熱処理）は、多数枚のウェーハを炉に入れ、ロットごとまとめて同じ温度履歴を与える熱処理で、代表的な縦型炉では縦に立てた石英の反応管にウェーハを何十枚も積む。
レーザアニール：レーザアニールは、レーザ光でウェーハの表面だけを局所的かつ短時間に加熱し、すぐに冷やす熱処理である。
ミリ秒アニール：ミリ秒アニールは、ウェーハの表面をミリ秒の単位だけ高温にし、ドーパントが深く拡散する前に活性化を済ませる熱処理である。
接合後アニール：接合後アニールは、貼り合わせた2枚を加熱し、接合面を永久的に結合させる工程である。
PDA（成膜後アニール）：PDA（成膜後アニール）は、薄膜を成膜した直後に行う熱処理で、膜の原子配列や結晶の状態を変えて膜の状態を整える。
RTP（急速熱処理）：RTP（急速熱処理）は、ランプでウェーハを直接照らし、秒単位で温度を上げ下げして行うアニール、酸化、CVDなどの工程の総称である。
SPE（固相エピタキシャル成長）：SPE（固相エピタキシャル成長）は、下地の単結晶に接したアモルファス層や多結晶層を加熱し、融かさずに固体のまま単結晶へ戻す工程である。
マイクロ波アニール：マイクロ波アニールは、マイクロ波をウェーハに照射し、材料自身に電磁波のエネルギーを吸収させて加熱する熱処理である。

工程の流れ

この工程は、ダマシン法の「Cuダマシン配線（シングル）」、デュアルダマシンの「デュアルダマシン（ビアファースト）」、TSV（シリコン貫通電極）の「Cu-TSV（ビアミドル・ビアラスト）」の手順の一部として出てくる。

使う装置

アニール装置
クリーンオーブン（硬化・ベーク装置）

同じ分類の工程

リソグラフィ、エッチング、成膜、酸化・拡散、イオン注入、CMP（化学機械研磨）、洗浄・表面処理、配線形成、素子分離、ゲート形成、コンタクト形成（MOL）、リフトオフ、モノリシック3D集積、逐次3D集積、サイドウォールスペーサ形成、応力ライナー形成、SMT（応力記憶技術）、層転写、ソース・ドレイン形成