JP5318455B2

JP5318455B2 - Heat treatment equipment

Info

Publication number: JP5318455B2
Application number: JP2008120333A
Authority: JP
Inventors: 慎一加藤
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2028-05-02
Also published as: JP2009272399A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide heat treatment equipment capable of adjusting the temperature distribution of a substrate quickly and easily. <P>SOLUTION: Flash light is applied to a semiconductor wafer W held by a holding section 7 from a plurality of flash lamps to heat the wafer W. The holding section 7 is freely elevated inside a screen 20. When the holding section 7 is positioned at a relatively lower side inside the screen 20, a portion of light applied to the edge section of the semiconductor wafer W from the plurality of flash lamps FL is shielded by the screen 20. In the meantime, when the holding section 7 is positioned at a relatively upper side inside the screen 20, light applied from all the flash lamps FL is not shaded by the screen 20 and reaches the entire surface of the semiconductor wafer W. Simply by adjusting the height position of the holding section 7 inside the screen 20, the quantity of light reaching the semiconductor wafer W can be increased or decreased, thus easily and quickly adjusting the temperature distribution of the semiconductor wafer W in flash heating. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウェハーや液晶表示装置用ガラス基板等（以下、単に「基板」と称する）に閃光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus that heats a substrate by irradiating a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device, or the like (hereinafter simply referred to as “substrate”) with flash light.

従来より、イオン注入後の半導体ウェハーのイオン活性化工程においては、ハロゲンランプを使用したランプアニール装置が一般的に使用されていた。このようなランプアニール装置においては、半導体ウェハーを、例えば、１０００℃ないし１１００℃程度の温度に加熱（アニール）することにより、半導体ウェハーのイオン活性化を実行している。そして、このような熱処理装置においては、ハロゲンランプより照射される光のエネルギーを利用することにより、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する構成となっている。 Conventionally, a lamp annealing apparatus using a halogen lamp has been generally used in an ion activation process of a semiconductor wafer after ion implantation. In such a lamp annealing apparatus, ion activation of a semiconductor wafer is performed by heating (annealing) the semiconductor wafer to a temperature of about 1000 ° C. to 1100 ° C., for example. In such a heat treatment apparatus, the temperature of the substrate is raised at a rate of several hundred degrees per second by using the energy of light irradiated from the halogen lamp.

一方、近年、半導体デバイスの高集積化が進展し、ゲート長が短くなるにつれて接合深さも浅くすることが望まれている。しかしながら、毎秒数百度程度の速度で半導体ウェハーを昇温する上記ランプアニール装置を使用して半導体ウェハーのイオン活性化を実行した場合においても、半導体ウェハーに打ち込まれたボロンやリン等のイオンが熱によって深く拡散するという現象が生ずることが判明した。このような現象が発生した場合においては、接合深さが要求よりも深くなり過ぎ、良好なデバイス形成に支障が生じることが懸念される。 On the other hand, in recent years, as semiconductor devices have been highly integrated, it is desired to reduce the junction depth as the gate length becomes shorter. However, even when ion activation of a semiconductor wafer is performed using the above-described lamp annealing apparatus that raises the temperature of the semiconductor wafer at a speed of several hundred degrees per second, ions such as boron and phosphorus implanted in the semiconductor wafer are heated. It was found that the phenomenon of deep diffusion occurs. When such a phenomenon occurs, there is a concern that the junction depth becomes deeper than required, which hinders good device formation.

このため、キセノンフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」とするときにはキセノンフラッシュランプを意味する）を使用して半導体ウェハーの表面にフラッシュ光を照射することにより、イオンが注入された半導体ウェハーの表面のみを極めて短時間（数ミリセカンド以下）に昇温させる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。キセノンフラッシュランプの放射分光分布は紫外域から近赤外域であり、従来のハロゲンランプよりも波長が短く、シリコンの半導体ウェハーの基礎吸収帯とほぼ一致している。よって、キセノンフラッシュランプから半導体ウェハーにフラッシュ光を照射したときには、透過光が少なく半導体ウェハーを急速に昇温することが可能である。また、数ミリセカンド以下の極めて短時間のフラッシュ光照射であれば、半導体ウェハーの表面近傍のみを選択的に昇温できることも判明している。このため、キセノンフラッシュランプによる極短時間の昇温であれば、イオンを深く拡散させることなく、イオン活性化のみを実行することができるのである。 For this reason, the surface of the semiconductor wafer into which ions have been implanted by irradiating the surface of the semiconductor wafer with flash light using a xenon flash lamp (hereinafter simply referred to as “flash lamp” means xenon flash lamp). Has been proposed (for example, Patent Document 1) in which the temperature is raised in a very short time (several milliseconds or less). The radiation spectral distribution of a xenon flash lamp ranges from the ultraviolet region to the near infrared region, has a shorter wavelength than the conventional halogen lamp, and almost coincides with the fundamental absorption band of a silicon semiconductor wafer. Therefore, when the semiconductor wafer is irradiated with flash light from the xenon flash lamp, the semiconductor wafer can be rapidly heated with little transmitted light. Further, it has been found that if the flash light is irradiated for a very short time of several milliseconds or less, only the vicinity of the surface of the semiconductor wafer can be selectively heated. For this reason, if the temperature is raised for a very short time by a xenon flash lamp, only the ion activation can be performed without diffusing ions deeply.

特開２００７−００５５３２号公報JP 2007-005532 A

ところで、フラッシュ加熱を行う前工程として半導体ウェハーへのイオン注入が行われるのであるが、このときの注入条件やイオン種は全ての半導体ウェハーについて同一ではない。このため、半導体ウェハー毎に表面状態が異なり、光吸収率も相違する。その結果、フラッシュランプから一定の照射エネルギーにてフラッシュ光を照射したときに、半導体ウェハー毎に面内温度分布が異なる。通常、温度分布は円形の半導体ウェハーの面内に同心円状に形成される。 By the way, although ion implantation into a semiconductor wafer is performed as a pre-process for performing flash heating, the implantation conditions and ion species at this time are not the same for all semiconductor wafers. For this reason, the surface state is different for each semiconductor wafer, and the light absorption rate is also different. As a result, when the flash light is irradiated from the flash lamp with a constant irradiation energy, the in-plane temperature distribution differs for each semiconductor wafer. Usually, the temperature distribution is formed concentrically in the plane of a circular semiconductor wafer.

半導体ウェハーの面内に大きな温度分布が生じると処理結果にもバラツキが生じることとなり好ましくない。この問題を解決するため、従来は半導体ウェハーを保持して予備加熱するホットプレートの温度調節を行っていたが、プレート温度が安定するまでに３０分から６０分を要するため、半導体ウェハー毎にプレート温度を調節することは現実的には不可能である。なお、数ミリセカンド以下で閃光照射を行うフラッシュランプの照射エネルギーを調節して半導体ウェハーの温度分布を調整することは極めて困難である。 If a large temperature distribution is generated in the surface of the semiconductor wafer, the processing results also vary, which is not preferable. In order to solve this problem, the temperature of a hot plate that holds and preheats a semiconductor wafer has been conventionally adjusted. However, since it takes 30 to 60 minutes for the plate temperature to stabilize, the plate temperature is changed for each semiconductor wafer. It is practically impossible to adjust. It is extremely difficult to adjust the temperature distribution of the semiconductor wafer by adjusting the irradiation energy of a flash lamp that performs flash irradiation at several milliseconds or less.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板の温度分布を短時間で容易に調整することができる熱処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a heat treatment apparatus capable of easily adjusting the temperature distribution of a substrate in a short time.

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に対して閃光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置において、基板を水平姿勢に保持する保持部と、前記保持部の上方に設けられ、複数のフラッシュランプを前記保持部に保持された基板よりも大きな平面エリアに配列した光源と、前記光源から照射される光に対して不透明な材質にて形成され、上下端が開口されて内側を前記保持部に保持された基板が通過可能な筒形状を有し、水平面にて切断した断面は前記複数のフラッシュランプが配列された平面よりも小さい衝立部材と、前記光源、前記保持部および前記衝立部材の相対的な位置関係を変化させて前記光源から前記保持部に保持された基板に到達する光の光量を調整する位置調整手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating flash light on the substrate, and a holding unit that holds the substrate in a horizontal position, and a position above the holding unit. A light source having a plurality of flash lamps arranged in a plane area larger than the substrate held by the holding unit, and a material opaque to the light emitted from the light source, with upper and lower ends opened. The inner surface of the holding part has a cylindrical shape through which the substrate can pass, and a cross section cut along a horizontal plane is smaller than a plane on which the plurality of flash lamps are arranged, the light source, the holding And a position adjusting means for adjusting the amount of light reaching the substrate held by the holding unit from the light source by changing a relative positional relationship between the unit and the partition member.

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る熱処理装置において、前記位置調整手段は、前記保持部を昇降させる保持部昇降手段を含むことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the first aspect of the invention, the position adjusting means includes a holding part raising / lowering means for raising and lowering the holding part.

また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係る熱処理装置において、前記位置調整手段は、前記衝立部材を昇降させる衝立昇降手段を含むことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the first aspect of the invention, the position adjusting means includes a partition raising / lowering means for raising and lowering the partition member.

また、請求項４の発明は、請求項１の発明に係る熱処理装置において、前記位置調整手段は、前記光源を昇降させる光源昇降手段を含むことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the first aspect of the invention, the position adjusting means includes a light source raising / lowering means for raising and lowering the light source.

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記衝立部材の上端に凹凸面を設けることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記複数のフラッシュランプによる加熱よりも前工程での前処理情報に基づいて前記光源、前記保持部および前記衝立部材の相対的な位置関係を変化させるように前記位置調整手段を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an uneven surface is provided on an upper end of the partition member.
Further, the invention of claim 6 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the light source, the light source based on pre-processing information in a process prior to heating by the flash lamps The apparatus further comprises control means for controlling the position adjusting means so as to change a relative positional relationship between the holding portion and the partition member.

本発明によれば、光源、保持部および衝立部材の相対的な位置関係を変化させて光源から保持部に保持された基板に到達する光の光量を調整するため、基板の温度分布を短時間で容易に調整することができる。 According to the present invention, since the relative positional relationship between the light source, the holding unit, and the partition member is changed to adjust the amount of light reaching the substrate held by the holding unit from the light source, the temperature distribution of the substrate is reduced for a short time. Can be easily adjusted.

特に、請求項５の発明によれば、衝立部材の上端に凹凸面を設けるため、基板の端縁部の一部に到達する光の光量を調整することができる。 In particular, according to the invention of claim 5, since the uneven surface is provided on the upper end of the partition member, the amount of light reaching the part of the edge portion of the substrate can be adjusted.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜１．第１実施形態＞
まず、本発明に係る熱処理装置の全体構成について概説する。図１は、本発明に係る熱処理装置１の構成を示す側断面図である。熱処理装置１は基板として略円形の半導体ウェハーＷにフラッシュ光（閃光）を照射してその半導体ウェハーＷを加熱するランプアニール装置である。 <1. First Embodiment>
First, the overall configuration of the heat treatment apparatus according to the present invention will be outlined. FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a heat treatment apparatus 1 according to the present invention. The heat treatment apparatus 1 is a lamp annealing apparatus that irradiates a substantially circular semiconductor wafer W as a substrate with flash light (flash light) and heats the semiconductor wafer W.

熱処理装置１は、半導体ウェハーＷを収容する略円筒形状のチャンバー６と、複数のフラッシュランプＦＬを内蔵するランプハウス５と、を備える。また、熱処理装置１は、チャンバー６およびランプハウス５に設けられた各動作機構を制御して半導体ウェハーＷの熱処理を実行させる制御部３を備える。 The heat treatment apparatus 1 includes a substantially cylindrical chamber 6 that accommodates a semiconductor wafer W, and a lamp house 5 that houses a plurality of flash lamps FL. Further, the heat treatment apparatus 1 includes a control unit 3 that controls each operation mechanism provided in the chamber 6 and the lamp house 5 to execute the heat treatment of the semiconductor wafer W.

チャンバー６は、ランプハウス５の下方に設けられており、略円筒状の内壁を有するチャンバー側部６３、および、チャンバー側部６３の下部を覆うチャンバー底部６２によって構成される。また、チャンバー側部６３およびチャンバー底部６２によって囲まれる空間が熱処理空間６５として規定される。熱処理空間６５の上方は上部開口６０とされており、上部開口６０にはチャンバー窓６１が装着されて閉塞されている。 The chamber 6 is provided below the lamp house 5 and includes a chamber side 63 having a substantially cylindrical inner wall and a chamber bottom 62 covering the lower part of the chamber side 63. A space surrounded by the chamber side 63 and the chamber bottom 62 is defined as a heat treatment space 65. An upper opening 60 is formed above the heat treatment space 65, and a chamber window 61 is attached to the upper opening 60 to be closed.

チャンバー６の天井部を構成するチャンバー窓６１は、石英により形成された円板形状部材であり、ランプハウス５から出射されたフラッシュ光を熱処理空間６５に透過する石英窓として機能する。チャンバー６の本体を構成するチャンバー底部６２およびチャンバー側部６３は、例えば、ステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて形成されており、チャンバー側部６３の内側面の上部のリング６３１は、光照射による劣化に対してステンレススチールより優れた耐久性を有するアルミニウム（Ａｌ）合金等で形成されている。 The chamber window 61 constituting the ceiling portion of the chamber 6 is a disk-shaped member made of quartz, and functions as a quartz window that transmits the flash light emitted from the lamp house 5 to the heat treatment space 65. The chamber bottom 62 and the chamber side 63 constituting the main body of the chamber 6 are formed of, for example, a metal material having excellent strength and heat resistance such as stainless steel, and a ring on the upper side of the inner side surface of the chamber side 63. 631 is formed of an aluminum (Al) alloy or the like having durability superior to stainless steel against deterioration due to light irradiation.

また、熱処理空間６５の気密性を維持するために、チャンバー窓６１とチャンバー側部６３とはＯリングによってシールされている。すなわち、チャンバー窓６１の下面周縁部とチャンバー側部６３との間にＯリングを挟み込むとともに、クランプリング９０をチャンバー窓６１の上面周縁部に当接させ、そのクランプリング９０をチャンバー側部６３にネジ止めすることによって、チャンバー窓６１をＯリングに押し付けている。 Further, in order to maintain the airtightness of the heat treatment space 65, the chamber window 61 and the chamber side portion 63 are sealed by an O-ring. That is, the O-ring is sandwiched between the lower surface peripheral portion of the chamber window 61 and the chamber side portion 63, the clamp ring 90 is brought into contact with the upper peripheral portion of the chamber window 61, and the clamp ring 90 is attached to the chamber side portion 63. The chamber window 61 is pressed against the O-ring by screwing.

チャンバー底部６２には、保持部７を貫通して半導体ウェハーＷをその下面（ランプハウス５からの光が照射される側とは反対側の面）から支持するための複数（本実施の形態では３本）の支持ピン７０が立設されている。支持ピン７０は、例えば石英により形成されており、チャンバー６の外部から固定されているため、容易に取り替えることができる。 The chamber bottom 62 has a plurality (in this embodiment) for supporting the semiconductor wafer W from the lower surface (surface opposite to the side irradiated with light from the lamp house 5) through the holding portion 7. 3) support pins 70 are provided upright. The support pin 70 is made of, for example, quartz and is fixed from the outside of the chamber 6 and can be easily replaced.

チャンバー側部６３は、半導体ウェハーＷの搬入および搬出を行うための搬送開口部６６を有し、搬送開口部６６は、軸６６２を中心に回動するゲートバルブ１８５により開閉可能とされる。チャンバー側部６３における搬送開口部６６とは反対側の部位には熱処理空間６５に処理ガス（例えば、窒素（Ｎ₂）ガスやヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガス、あるいは、酸素（０₂）ガス等）を導入する導入路８１が形成され、その一端はガスバルブ８２を介して図示省略の給気機構に接続され、他端はチャンバー側部６３の内部に形成されるガス導入バッファ８３に接続される。また、搬送開口部６６には熱処理空間６５内の気体を排出する排出路８６が形成され、ガスバルブ８７を介して図示省略の排気機構に接続される。 The chamber side 63 has a transfer opening 66 for carrying in and out the semiconductor wafer W, and the transfer opening 66 can be opened and closed by a gate valve 185 that rotates about a shaft 662. In a portion of the chamber side 63 opposite to the transfer opening 66, an inert gas such as nitrogen (N ₂ ) gas, helium (He) gas, argon (Ar) gas, etc. Alternatively, an introduction path 81 for introducing oxygen (0 ₂ ) gas or the like is formed, one end of which is connected to an air supply mechanism (not shown) via a gas valve 82, and the other end is formed inside the chamber side portion 63. Connected to the gas introduction buffer 83. A discharge passage 86 for discharging the gas in the heat treatment space 65 is formed in the transfer opening 66 and is connected to an exhaust mechanism (not shown) via a gas valve 87.

図２は、チャンバー６をガス導入バッファ８３の位置にて水平面で切断した断面図である。図２に示すように、ガス導入バッファ８３は、図１に示す搬送開口部６６の反対側においてチャンバー側部６３の内周の約１／３に亘って形成されており、導入路８１を介してガス導入バッファ８３に導かれた処理ガスは、複数のガス供給孔８４から熱処理空間６５内へと供給される。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the chamber 6 cut along a horizontal plane at the position of the gas introduction buffer 83. As shown in FIG. 2, the gas introduction buffer 83 is formed over about ３ of the inner periphery of the chamber side 63 on the opposite side of the transfer opening 66 shown in FIG. Then, the processing gas guided to the gas introduction buffer 83 is supplied into the heat treatment space 65 from the plurality of gas supply holes 84.

また、熱処理装置１は、チャンバー６の内部において半導体ウェハーＷを水平姿勢にて載置して保持しつつフラッシュ光照射前にその保持する半導体ウェハーＷの予備加熱を行う略円板状の保持部７と、保持部７をチャンバー６の底面であるチャンバー底部６２に対して昇降させる保持部昇降機構４と、を備える。図１に示す保持部昇降機構４は、略円筒状のシャフト４１、移動板４２、ガイド部材４３（本実施の形態ではシャフト４１の周りに３本配置される）、固定板４４、ボールネジ４５、ナット４６およびモータ４０を有する。チャンバー６の下部であるチャンバー底部６２には保持部７よりも小さい直径を有する略円形の下部開口６４が形成されており、ステンレススチール製のシャフト４１は、下部開口６４を挿通して、保持部７（厳密には保持部７のホットプレート７１）の下面に接続されて保持部７を支持する。 The heat treatment apparatus 1 also includes a substantially disk-shaped holding unit that pre-heats the semiconductor wafer W held before the flash light irradiation while the semiconductor wafer W is placed and held in a horizontal position inside the chamber 6. 7 and a holding unit raising / lowering mechanism 4 that raises and lowers the holding unit 7 with respect to the chamber bottom 62 which is the bottom surface of the chamber 6. 1 includes a substantially cylindrical shaft 41, a moving plate 42, guide members 43 (three arranged around the shaft 41 in the present embodiment), a fixed plate 44, a ball screw 45, It has a nut 46 and a motor 40. A substantially circular lower opening 64 having a smaller diameter than the holding portion 7 is formed in the chamber bottom 62 which is the lower portion of the chamber 6, and the stainless steel shaft 41 is inserted through the lower opening 64 to hold the holding portion. 7 (strictly speaking, the hot plate 71 of the holding unit 7) is connected to the lower surface of the holding unit 7 to support it.

移動板４２にはボールネジ４５と螺合するナット４６が固定されている。また、移動板４２は、チャンバー底部６２に固定されて下方へと伸びるガイド部材４３により摺動自在に案内されて上下方向に移動可能とされる。また、移動板４２は、シャフト４１を介して保持部７に連結される。 A nut 46 that is screwed into the ball screw 45 is fixed to the moving plate 42. The moving plate 42 is slidably guided by a guide member 43 that is fixed to the chamber bottom 62 and extends downward, and is movable in the vertical direction. Further, the moving plate 42 is connected to the holding unit 7 via the shaft 41.

モータ４０は、ガイド部材４３の下端部に取り付けられる固定板４４に設置され、タイミングベルト４０１を介してボールネジ４５に接続される。保持部昇降機構４により保持部７が昇降する際には、駆動部であるモータ４０が制御部３の制御によりボールネジ４５を回転し、ナット４６が固定された移動板４２がガイド部材４３に沿って鉛直方向に移動する。この結果、移動板４２に固定されたシャフト４１が鉛直方向に沿って移動し、シャフト４１に接続された保持部７が図１に示す半導体ウェハーＷの受渡位置と図５に示す半導体ウェハーＷの処理位置との間で滑らかに昇降する。 The motor 40 is installed on a fixed plate 44 attached to the lower end of the guide member 43, and is connected to the ball screw 45 via the timing belt 401. When the holding part 7 is raised and lowered by the holding part raising / lowering mechanism 4, the motor 40 as the driving part rotates the ball screw 45 under the control of the control part 3, and the moving plate 42 to which the nut 46 is fixed follows the guide member 43. Move vertically. As a result, the shaft 41 fixed to the moving plate 42 moves along the vertical direction, and the holding unit 7 connected to the shaft 41 moves between the delivery position of the semiconductor wafer W shown in FIG. 1 and the semiconductor wafer W shown in FIG. Move up and down smoothly between the processing positions.

移動板４２の上面には略半円筒状（円筒を長手方向に沿って半分に切断した形状）のメカストッパ４５１がボールネジ４５に沿うように立設されており、仮に何らかの異常により移動板４２が所定の上昇限界を超えて上昇しようとしても、メカストッパ４５１の上端がボールネジ４５の端部に設けられた端板４５２に突き当たることによって移動板４２の異常上昇が防止される。これにより、保持部７がチャンバー窓６１の下方の所定位置以上に上昇することはなく、保持部７とチャンバー窓６１との衝突が防止される。 On the upper surface of the moving plate 42, a mechanical stopper 451 having a substantially semi-cylindrical shape (a shape obtained by cutting the cylinder in half along the longitudinal direction) is provided so as to extend along the ball screw 45. If the upper limit of the mechanical stopper 451 is struck against the end plate 452 provided at the end of the ball screw 45, the moving plate 42 is prevented from rising abnormally. Thereby, the holding part 7 does not rise above a predetermined position below the chamber window 61, and the collision between the holding part 7 and the chamber window 61 is prevented.

また、保持部昇降機構４は、チャンバー６の内部のメンテナンスを行う際に保持部７を手動にて昇降させる手動昇降部４９を有する。手動昇降部４９はハンドル４９１および回転軸４９２を有し、ハンドル４９１を介して回転軸４９２を回転することより、タイミングベルト４９５を介して回転軸４９２に接続されるボールネジ４５を回転して保持部７の昇降を行うことができる。 The holding unit lifting mechanism 4 has a manual lifting unit 49 that manually lifts and lowers the holding unit 7 when performing maintenance inside the chamber 6. The manual elevating part 49 has a handle 491 and a rotating shaft 492. By rotating the rotating shaft 492 via the handle 491, the ball screw 45 connected to the rotating shaft 492 is rotated via the timing belt 495 to hold the holding part. 7 can be moved up and down.

チャンバー底部６２の下側には、シャフト４１の周囲を囲み下方へと伸びる伸縮自在のベローズ４７が設けられ、その上端はチャンバー底部６２の下面に接続される。一方、ベローズ４７の下端はベローズ下端板４７１に取り付けられている。べローズ下端板４７１は、鍔状部材４１１によってシャフト４１にネジ止めされて取り付けられている。保持部昇降機構４により保持部７がチャンバー底部６２に対して上昇する際にはベローズ４７が収縮され、下降する際にはべローズ４７が伸張される。そして、保持部７が昇降する際にも、ベローズ４７が伸縮することによって熱処理空間６５内の気密状態が維持される。 A telescopic bellows 47 that surrounds the shaft 41 and extends downward is provided below the chamber bottom 62, and its upper end is connected to the lower surface of the chamber bottom 62. On the other hand, the lower end of the bellows 47 is attached to the bellows lower end plate 471. The bellows lower end plate 471 is attached by being screwed to the shaft 41 by a flange-shaped member 411. The bellows 47 is contracted when the holding portion 7 is raised with respect to the chamber bottom 62 by the holding portion lifting mechanism 4, and the bellows 47 is expanded when the holding portion 7 is lowered. When the holding unit 7 moves up and down, the airtight state in the heat treatment space 65 is maintained by the expansion and contraction of the bellows 47.

図３は、保持部７の構成を示す断面図である。保持部７は、半導体ウェハーＷよりも大きな径の略円板状を有する。保持部７は、半導体ウェハーＷを予備加熱（いわゆるアシスト加熱）するホットプレート（加熱プレート）７１、および、ホットプレート７１の上面（保持部７が半導体ウェハーＷを保持する側の面）に設置されるサセプタ７２を有する。保持部７の下面には、既述のように保持部７を昇降するシャフト４１が接続される。サセプタ７２は石英（あるいは、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）等であってもよい）により形成され、その上面には半導体ウェハーＷの位置ずれを防止するピン７５が設けられる。サセプタ７２は、その下面をホットプレート７１の上面に面接触させてホットプレート７１上に設置される。これにより、サセプタ７２は、ホットプレート７１からの熱エネルギーを拡散してサセプタ７２上面に載置された半導体ウェハーＷに伝達するとともに、メンテナンス時にはホットプレート７１から取り外して洗浄可能とされる。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the holding unit 7. The holding part 7 has a substantially disk shape with a larger diameter than the semiconductor wafer W. The holding unit 7 is installed on a hot plate (heating plate) 71 that preheats the semiconductor wafer W (so-called assist heating), and an upper surface of the hot plate 71 (a surface on the side where the holding unit 7 holds the semiconductor wafer W). The susceptor 72 is provided. As described above, the shaft 41 that moves up and down the holding unit 7 is connected to the lower surface of the holding unit 7. The susceptor 72 is made of quartz (or may be aluminum nitride (AIN) or the like), and a pin 75 for preventing displacement of the semiconductor wafer W is provided on the upper surface thereof. The susceptor 72 is installed on the hot plate 71 with its lower surface in surface contact with the upper surface of the hot plate 71. Thus, the susceptor 72 diffuses the thermal energy from the hot plate 71 and transmits it to the semiconductor wafer W placed on the upper surface of the susceptor 72, and can be removed from the hot plate 71 and cleaned during maintenance.

ホットプレート７１は、ステンレススチール製の上部プレート７３および下部プレート７４にて構成される。上部プレート７３と下部プレート７４との間には、ホットプレート７１を加熱するニクロム線等の抵抗加熱線７６が配設され、導電性のニッケル（Ｎｉ）ロウが充填されて封止されている。また、上部プレート７３および下部プレート７４の端部はロウ付けにより接着されている。 The hot plate 71 includes an upper plate 73 and a lower plate 74 made of stainless steel. A resistance heating wire 76 such as a nichrome wire for heating the hot plate 71 is disposed between the upper plate 73 and the lower plate 74, and is filled with a conductive nickel (Ni) solder and sealed. The end portions of the upper plate 73 and the lower plate 74 are bonded by brazing.

図４は、ホットプレート７１を示す平面図である。図４に示すように、ホットプレート７１は、保持される半導体ウェハーＷと対向する領域の中央部に同心円状に配置される円板状のゾーン７１１および円環状のゾーン７１２、並びに、ゾーン７１２の周囲の略円環状の領域を周方向に４等分割した４つのゾーン７１３〜７１６を備え、各ゾーン間には若干の間隙が形成されている。また、ホットプレート７１には、支持ピン７０が挿通される３つの貫通孔７７が、ゾーン７１１とゾーン７１２との隙間の周上に１２０°毎に設けられる。 FIG. 4 is a plan view showing the hot plate 71. As shown in FIG. 4, the hot plate 71 includes a disc-shaped zone 711 and an annular zone 712 that are concentrically arranged in a central portion of a region facing the held semiconductor wafer W, and a zone 712. There are four zones 713 to 716 obtained by equally dividing a peripheral substantially annular region into four equal parts in the circumferential direction, and a slight gap is formed between the zones. The hot plate 71 is provided with three through holes 77 through which the support pins 70 are inserted, every 120 ° on the circumference of the gap between the zone 711 and the zone 712.

６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれには、相互に独立した抵抗加熱線７６が周回するように配設されてヒータが個別に形成されており、各ゾーンに内蔵されたヒータにより各ゾーンが個別に加熱される。保持部７に保持された半導体ウェハーＷは、６つのゾーン７１１〜７１６に内蔵されたヒータにより加熱される。また、ゾーン７１１〜７１６のそれぞれには、熱電対を用いて各ゾーンの温度を計測するセンサ７１０が設けられている。各センサ７１０は略円筒状のシャフト４１の内部を通り制御部３に接続される。 In each of the six zones 711 to 716, heaters are individually formed so that mutually independent resistance heating wires 76 circulate, and each zone is individually formed by a heater built in each zone. Heated. The semiconductor wafer W held by the holding unit 7 is heated by heaters built in the six zones 711 to 716. Each of the zones 711 to 716 is provided with a sensor 710 that measures the temperature of each zone using a thermocouple. Each sensor 710 passes through the inside of a substantially cylindrical shaft 41 and is connected to the control unit 3.

ホットプレート７１が加熱される際には、センサ７１０により計測される６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれの温度が予め設定された所定の温度になるように、各ゾーンに配設された抵抗加熱線７６への電力供給量が制御部３により制御される。制御部３による各ゾーンの温度制御はＰＩＤ(Proportional,Integral,Derivative)制御により行われる。ホットプレート７１では、半導体ウェハーＷの熱処理（複数の半導体ウェハーＷを連続的に処理する場合は、全ての半導体ウェハーＷの熱処理）が終了するまでゾーン７１１〜７１６のそれぞれの温度が継続的に計測され、各ゾーンに配設された抵抗加熱線７６への電力供給量が個別に制御されて、すなわち、各ゾーンに内蔵されたヒータの温度が個別に制御されて各ゾーンの温度が設定温度に維持される。なお、各ゾーンの設定温度は、基準となる温度から個別に設定されたオフセット値だけ変更することが可能とされる。 When the hot plate 71 is heated, the resistance heating wire disposed in each zone is set so that the temperature of each of the six zones 711 to 716 measured by the sensor 710 becomes a predetermined temperature. The amount of power supplied to 76 is controlled by the control unit 3. The temperature control of each zone by the control unit 3 is performed by PID (Proportional, Integral, Derivative) control. In the hot plate 71, the temperature of each of the zones 711 to 716 is continuously measured until the heat treatment of the semiconductor wafer W (when plural semiconductor wafers W are continuously processed, the heat treatment of all the semiconductor wafers W) is completed. Then, the power supply amount to the resistance heating wire 76 disposed in each zone is individually controlled, that is, the temperature of the heater built in each zone is individually controlled, and the temperature of each zone becomes the set temperature. Maintained. The set temperature of each zone can be changed by an offset value set individually from the reference temperature.

６つのゾーン７１１〜７１６にそれぞれ配設される抵抗加熱線７６は、シャフト４１の内部を通る電力線を介してプレート電源９８（図６参照）に接続されている。プレート電源９８から各ゾーンに至る経路途中において、プレート電源９８からの電力線は、マグネシア（マグネシウム酸化物）等の絶縁体を充填したステンレスチューブの内部に互いに電気的に絶縁状態となるように配置される。なお、シャフト４１の内部は大気開放されている。 The resistance heating wires 76 respectively disposed in the six zones 711 to 716 are connected to a plate power source 98 (see FIG. 6) via a power line passing through the inside of the shaft 41. In the middle of the path from the plate power source 98 to each zone, the power lines from the plate power source 98 are arranged so as to be electrically insulated from each other inside a stainless tube filled with an insulator such as magnesia (magnesium oxide). The The interior of the shaft 41 is open to the atmosphere.

また、熱処理装置１内部の熱処理空間６５には衝立２０が設置されている。図７は、衝立２０の斜視図である。衝立２０は、円筒形状を有しており、その上端および下端は開口されている。また、衝立２０の上端面および下端面はともに平坦面である。衝立２０は、フラッシュランプＦＬから照射される光を透過しないアルミニウム合金によって形成されている。衝立２０の高さは３ｃｍ〜５ｃｍであり、その内径は円板状の保持部７の直径よりも若干大きい（つまり、半導体ウェハーＷの径よりも大きい）。よって、保持部７に保持された半導体ウェハーＷは衝立２０の内側を通過することが可能である。 A partition 20 is installed in the heat treatment space 65 inside the heat treatment apparatus 1. FIG. 7 is a perspective view of the partition 20. The partition 20 has a cylindrical shape, and an upper end and a lower end thereof are opened. Moreover, both the upper end surface and lower end surface of the partition 20 are flat surfaces. The screen 20 is made of an aluminum alloy that does not transmit light emitted from the flash lamp FL. The height of the partition 20 is 3 cm to 5 cm, and the inner diameter thereof is slightly larger than the diameter of the disk-shaped holding portion 7 (that is, larger than the diameter of the semiconductor wafer W). Therefore, the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 can pass inside the partition 20.

第１実施形態においては、衝立２０は熱処理空間６５に固定設置されている。衝立２０は、その円筒の中心軸が保持部７の中心と一致するように設置されている。従って、保持部昇降機構４によって保持部７が昇降すると、衝立２０の内側を移動することとなる。なお、図１に示すように、衝立２０は搬送開口部６６よりも上側に設けられているため、半導体ウェハーＷの搬入出の障害となることはない。また、ガス供給孔８４の形成位置を衝立２０の若干下側にすれば、熱処理空間６５内における処理ガスの流れを妨げるおそれもない。 In the first embodiment, the partition 20 is fixedly installed in the heat treatment space 65. The partition 20 is installed such that the central axis of the cylinder coincides with the center of the holding portion 7. Therefore, when the holding part 7 is raised and lowered by the holding part raising / lowering mechanism 4, the inside of the partition 20 is moved. As shown in FIG. 1, the partition 20 is provided above the transfer opening 66, so that it does not become an obstacle for loading and unloading the semiconductor wafer W. Further, if the formation position of the gas supply hole 84 is slightly below the partition 20, there is no possibility that the flow of the processing gas in the heat treatment space 65 is hindered.

次に、ランプハウス５は、チャンバー６内の保持部７の上方に設けられている。ランプハウス５は、筐体５１の内側に、複数本（本実施形態では３０本）のキセノンフラッシュランプＦＬからなる光源と、その光源の上方を覆うように設けられたリフレクタ５２と、を備えて構成される。また、ランプハウス５の筐体５１の底部にはランプ光放射窓５３が装着されている。ランプハウス５の床部を構成するランプ光放射窓５３は、石英により形成された板状部材である。ランプハウス５がチャンバー６の上方に設置されることにより、ランプ光放射窓５３がチャンバー窓６１と相対向することとなる。ランプハウス５は、チャンバー６内にて保持部７に保持される半導体ウェハーＷにランプ光放射窓５３およびチャンバー窓６１を介してフラッシュランプＦＬからフラッシュ光を照射することにより半導体ウェハーＷを加熱する。 Next, the lamp house 5 is provided above the holding part 7 in the chamber 6. The lamp house 5 includes a light source including a plurality of (30 in the present embodiment) xenon flash lamps FL and a reflector 52 provided so as to cover the light source inside the housing 51. Composed. A lamp light emission window 53 is attached to the bottom of the casing 51 of the lamp house 5. The lamp light radiation window 53 constituting the floor of the lamp house 5 is a plate-like member made of quartz. By installing the lamp house 5 above the chamber 6, the lamp light emission window 53 faces the chamber window 61. The lamp house 5 heats the semiconductor wafer W by irradiating the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 in the chamber 6 with flash light from the flash lamp FL via the lamp light emission window 53 and the chamber window 61. .

複数のフラッシュランプＦＬは、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が保持部７に保持される半導体ウェハーＷの主面に沿って（つまり水平方向に沿って）互いに平行となるように平面状に配列されている。よって、フラッシュランプＦＬの配列によって形成される平面も水平面である。複数のフラッシュランプＦＬの配列によって形成される平面の平面エリアは少なくとも保持部７に保持される半導体ウェハーＷよりも大きい。また、衝立２０を水平面にて切断した断面は複数のフラッシュランプＦＬが配列された平面の平面エリアよりも小さい。 Each of the plurality of flash lamps FL is a rod-shaped lamp having a long cylindrical shape, and the longitudinal direction of each of the flash lamps FL is along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 (that is, along the horizontal direction). They are arranged in a plane so as to be parallel to each other. Therefore, the plane formed by the arrangement of the flash lamps FL is also a horizontal plane. The plane area of the plane formed by the arrangement of the plurality of flash lamps FL is at least larger than the semiconductor wafer W held by the holding unit 7. Further, the cross section of the partition 20 cut along a horizontal plane is smaller than the plane area of the plane where the plurality of flash lamps FL are arranged.

キセノンフラッシュランプＦＬは、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設された棒状のガラス管（放電管）と、該ガラス管の外周面上に付設されたトリガー電極とを備える。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、コンデンサーに電荷が蓄積されていたとしても通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気がガラス管内に瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。このようなキセノンフラッシュランプＦＬにおいては、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが０．１ミリセカンドないし１０ミリセカンドという極めて短い光パルスに変換されることから、連続点灯の光源に比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。 The xenon flash lamp FL has a rod-shaped glass tube (discharge tube) in which xenon gas is sealed and an anode and a cathode connected to a capacitor at both ends thereof, and an outer peripheral surface of the glass tube. And a triggered electrode. Since xenon gas is an electrical insulator, electricity does not flow into the glass tube under normal conditions even if electric charges are accumulated in the capacitor. However, when the insulation is broken by applying a high voltage to the trigger electrode, the electricity stored in the capacitor flows instantaneously in the glass tube, and light is emitted by excitation of atoms or molecules of xenon at that time. In such a xenon flash lamp FL, the electrostatic energy stored in the condenser in advance is converted into an extremely short light pulse of 0.1 to 10 milliseconds, which is extremely in comparison with a continuous light source. It has the feature that it can irradiate strong light.

また、リフレクタ５２は、複数のフラッシュランプＦＬの上方にそれら全体を覆うように設けられている。リフレクタ５２の基本的な機能は、複数のフラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光を保持部７の側に反射するというものである。リフレクタ５２はアルミニウム合金板にて形成されており、その表面（フラッシュランプＦＬに臨む側の面）はブラスト処理により粗面化加工が施されて梨地模様を呈する。このような粗面化加工を施しているのは、リフレクタ５２の表面が完全な鏡面であると、複数のフラッシュランプＦＬからの反射光の強度に規則パターンが生じて半導体ウェハーＷの表面温度分布の均一性が低下するためである。 In addition, the reflector 52 is provided above the plurality of flash lamps FL so as to cover all of them. The basic function of the reflector 52 is to reflect flash light emitted from the plurality of flash lamps FL toward the holding unit 7. The reflector 52 is formed of an aluminum alloy plate, and the surface (the surface facing the flash lamp FL) is roughened by blasting to exhibit a satin pattern. The roughening process is performed when the surface of the reflector 52 is a perfect mirror surface, and a regular pattern is generated in the intensity of the reflected light from the plurality of flash lamps FL, so that the surface temperature distribution of the semiconductor wafer W is obtained. This is because the uniformity of the is reduced.

制御部３は、熱処理装置１に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。図６は、制御部３の構成を示すブロック図である。制御部３のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部３は、各種演算処理を行うＣＰＵ３１、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ３２、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ３３および制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスク３４をバスライン３９に接続して構成されている。 The control unit 3 controls the various operation mechanisms provided in the heat treatment apparatus 1. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the control unit 3. The configuration of the control unit 3 as hardware is the same as that of a general computer. That is, the control unit 3 stores a CPU 31 that performs various arithmetic processes, a ROM 32 that is a read-only memory that stores basic programs, a RAM 33 that is a readable / writable memory that stores various information, control software, data, and the like. The magnetic disk 34 to be placed is connected to a bus line 39.

また、バスライン３９には、チャンバー６内にて保持部７を昇降させる保持部昇降機構４のモータ４０、フラッシュランプＦＬに電力供給を行うランプ電源９９、チャンバー６内への処理ガスの給排を行うガスバルブ８２，８７、搬送開口部６６を開閉するゲートバルブ１８５およびホットプレート７１のゾーン７１１〜７１６への電力供給を行うプレート電源９８等が電気的に接続されている。制御部３のＣＰＵ３１は、磁気ディスク３４に格納された制御用ソフトウェアを実行することにより、これらの各動作機構を制御して、半導体ウェハーＷの加熱処理を進行する。 Further, the bus line 39 includes a motor 40 of the holding unit lifting mechanism 4 that lifts and lowers the holding unit 7 in the chamber 6, a lamp power source 99 that supplies power to the flash lamp FL, and supply and discharge of processing gas into the chamber 6. Gas valves 82 and 87 for performing the above, a gate valve 185 for opening and closing the transfer opening 66, a plate power source 98 for supplying power to the zones 711 to 716 of the hot plate 71, and the like are electrically connected. The CPU 31 of the control unit 3 executes the control software stored in the magnetic disk 34 to control each of these operation mechanisms, and proceeds with the heat treatment of the semiconductor wafer W.

さらに、バスライン３９には、表示部３５および入力部３６が電気的に接続されている。表示部３５は、例えば液晶ディスプレイ等を用いて構成されており、処理結果やレシピ内容等の種々の情報を表示する。入力部３６は、例えばキーボードやマウス等を用いて構成されており、コマンドやパラメータ等の入力を受け付ける。装置のオペレータは、表示部３５に表示された内容を確認しつつ入力部３６からコマンドやパラメータ等の入力を行うことができる。なお、表示部３５と入力部３６とを一体化してタッチパネルとして構成するようにしても良い。 Further, the display unit 35 and the input unit 36 are electrically connected to the bus line 39. The display unit 35 is configured by using, for example, a liquid crystal display and displays various information such as processing results and recipe contents. The input unit 36 is configured using, for example, a keyboard, a mouse, and the like, and receives input of commands, parameters, and the like. The operator of the apparatus can input commands and parameters from the input unit 36 while confirming the contents displayed on the display unit 35. The display unit 35 and the input unit 36 may be integrated to form a touch panel.

上記の構成以外にも熱処理装置１は、半導体ウェハーＷの熱処理時にフラッシュランプＦＬおよびホットプレート７１から発生する熱エネルギーによるチャンバー６およびランプハウス５の過剰な温度上昇を防止するため、様々な冷却用の構造を備えている。例えば、チャンバー６のチャンバー側部６３およびチャンバー底部６２には水冷管（図示省略）が設けられている。また、ランプハウス５は、内部に気体流を形成して排熱するための気体供給管５５および排気管５６が設けられて空冷構造とされている（図１，５参照）。また、チャンバー窓６１とランプ光放射窓５３との間隙にも空気が供給され、ランプハウス５およびチャンバー窓６１を冷却する。 In addition to the above configuration, the heat treatment apparatus 1 is used for various cooling purposes in order to prevent excessive temperature rise of the chamber 6 and the lamp house 5 due to the heat energy generated from the flash lamp FL and the hot plate 71 during the heat treatment of the semiconductor wafer W. It has the structure of For example, water-cooled tubes (not shown) are provided on the chamber side 63 and the chamber bottom 62 of the chamber 6. The lamp house 5 has an air cooling structure provided with a gas supply pipe 55 and an exhaust pipe 56 for exhausting heat by forming a gas flow therein (see FIGS. 1 and 5). Air is also supplied to the gap between the chamber window 61 and the lamp light emission window 53 to cool the lamp house 5 and the chamber window 61.

次に、熱処理装置１における半導体ウェハーＷの処理手順について説明する。ここで処理対象となる半導体ウェハーＷはイオン注入法により不純物（イオン）が添加された半導体基板であり、添加された不純物の活性化が熱処理装置１による光照射加熱処理（アニール）により実行される。以下に説明する熱処理装置１の処理手順は、制御部３が熱処理装置１の各動作機構を制御することにより進行する。 Next, a processing procedure for the semiconductor wafer W in the heat treatment apparatus 1 will be described. Here, the semiconductor wafer W to be processed is a semiconductor substrate to which impurities (ions) are added by an ion implantation method, and activation of the added impurities is executed by light irradiation heating processing (annealing) by the heat treatment apparatus 1. . The processing procedure of the heat treatment apparatus 1 described below proceeds by the control unit 3 controlling each operation mechanism of the heat treatment apparatus 1.

まず、保持部７が図５に示す処理位置から図１に示す受渡位置に下降する。「処理位置」とは、フラッシュランプＦＬから半導体ウェハーＷに光照射が行われるときの保持部７の位置であり、図５に示す保持部７のチャンバー６内における位置である。また、「受渡位置」とは、チャンバー６に半導体ウェハーＷの搬出入が行われるときの保持部７の位置であり、図１に示す保持部７のチャンバー６内における位置である。熱処理装置１における保持部７の基準位置は処理位置であり、処理前にあっては保持部７は処理位置に位置しており、これが処理開始に際して受渡位置に下降するのである。図１に示すように、保持部７が受渡位置にまで下降するとチャンバー底部６２に近接し、支持ピン７０の先端が保持部７を貫通して保持部７の上方に突出する。なお、第１実施形態の熱処理装置１は、保持部７の処理位置の位置調整を行うのであるが、これについてはさらに後述する。 First, the holding unit 7 is lowered from the processing position shown in FIG. 5 to the delivery position shown in FIG. The “processing position” is the position of the holding unit 7 when the semiconductor wafer W is irradiated with light from the flash lamp FL, and is the position in the chamber 6 of the holding unit 7 shown in FIG. Further, the “delivery position” is the position of the holding unit 7 when the semiconductor wafer W is carried in and out of the chamber 6, and is the position of the holding unit 7 shown in FIG. The reference position of the holding unit 7 in the heat treatment apparatus 1 is the processing position. Before the processing, the holding unit 7 is located at the processing position, and this is lowered to the delivery position at the start of processing. As shown in FIG. 1, when the holding portion 7 is lowered to the delivery position, the holding portion 7 comes close to the chamber bottom portion 62, and the tip of the support pin 70 penetrates the holding portion 7 and protrudes above the holding portion 7. In addition, although the heat processing apparatus 1 of 1st Embodiment adjusts the position of the process position of the holding | maintenance part 7, this is further mentioned later.

次に、保持部７が受渡位置に下降したときに、ガスバルブ８２およびガスバルブ８７が開かれてチャンバー６の熱処理空間６５内に常温の窒素ガスが導入される。続いて、ゲートバルブ１８５が開いて搬送開口部６６が開放され、装置外部の搬送ロボットにより搬送開口部６６を介して半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入され、複数の支持ピン７０上に載置される。 Next, when the holding unit 7 is lowered to the delivery position, the gas valve 82 and the gas valve 87 are opened, and normal temperature nitrogen gas is introduced into the heat treatment space 65 of the chamber 6. Subsequently, the gate valve 185 is opened to open the transfer opening 66, and the semiconductor wafer W is loaded into the chamber 6 through the transfer opening 66 by the transfer robot outside the apparatus and placed on the plurality of support pins 70. Is done.

半導体ウェハーＷの搬入時におけるチャンバー６への窒素ガスのパージ量は約４０リットル／分とされ、供給された窒素ガスはチャンバー６内においてガス導入バッファ８３から図２中に示す矢印ＡＲ４の方向へと流れ、図１に示す排出路８６およびガスバルブ８７を介してユーティリティ排気により排気される。また、チャンバー６に供給された窒素ガスの一部は、べローズ４７の内側に設けられる排出口（図示省略）からも排出される。なお、以下で説明する各ステップにおいて、チャンバー６には常に窒素ガスが供給および排気され続けており、窒素ガスの供給量は半導体ウェハーＷの処理工程に合わせて様々に変更される。 The purge amount of nitrogen gas into the chamber 6 when the semiconductor wafer W is loaded is about 40 liters / minute, and the supplied nitrogen gas is moved from the gas introduction buffer 83 in the direction of the arrow AR4 shown in FIG. Then, the exhaust gas is exhausted by utility exhaust via the discharge path 86 and the gas valve 87 shown in FIG. A part of the nitrogen gas supplied to the chamber 6 is also discharged from an outlet (not shown) provided inside the bellows 47. In each step described below, nitrogen gas is continuously supplied to and exhausted from the chamber 6, and the supply amount of the nitrogen gas is variously changed according to the processing process of the semiconductor wafer W.

半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入されると、ゲートバルブ１８５により搬送開口部６６が閉鎖される。そして、保持部昇降機構４により保持部７が受渡位置からチャンバー窓６１に近接した処理位置にまで上昇する。保持部７が受渡位置から上昇する過程において、半導体ウェハーＷは支持ピン７０から保持部７のサセプタ７２へと渡され、サセプタ７２の上面に載置・保持される。保持部７が処理位置にまで上昇するとサセプタ７２に保持された半導体ウェハーＷも処理位置に保持されることとなる。また、保持部７が受渡位置から処理位置まで上昇する過程にて衝立２０の内側を移動する。 When the semiconductor wafer W is loaded into the chamber 6, the transfer opening 66 is closed by the gate valve 185. The holding unit lifting mechanism 4 raises the holding unit 7 from the delivery position to a processing position close to the chamber window 61. In the process in which the holding unit 7 is lifted from the delivery position, the semiconductor wafer W is transferred from the support pins 70 to the susceptor 72 of the holding unit 7 and is placed and held on the upper surface of the susceptor 72. When the holding unit 7 is raised to the processing position, the semiconductor wafer W held by the susceptor 72 is also held at the processing position. Further, the holding unit 7 moves inside the partition 20 in the process of rising from the delivery position to the processing position.

ホットプレート７１の６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれは、各ゾーンの内部（上部プレート７３と下部プレート７４との間）に個別に内蔵されたヒータ（抵抗加熱線７６）により所定の温度まで加熱されている。保持部７が処理位置まで上昇して半導体ウェハーＷが保持部７と接触することにより、その半導体ウェハーＷはホットプレート７１に内蔵されたヒータによって予備加熱されて温度が次第に上昇する。 Each of the six zones 711 to 716 of the hot plate 71 is heated to a predetermined temperature by a heater (resistive heating wire 76) individually incorporated in each zone (between the upper plate 73 and the lower plate 74). ing. When the holding unit 7 rises to the processing position and the semiconductor wafer W comes into contact with the holding unit 7, the semiconductor wafer W is preheated by the heater built in the hot plate 71 and the temperature gradually rises.

この処理位置にて約６０秒間の予備加熱が行われ、半導体ウェハーＷの温度が予め設定された予備加熱温度Ｔ１まで上昇する。予備加熱温度Ｔ１は、半導体ウェハーＷに添加された不純物が熱により拡散する恐れのない、２００℃ないし８００℃程度、好ましくは３５０℃ないし５５０℃程度とされる。 Preheating for about 60 seconds is performed at this processing position, and the temperature of the semiconductor wafer W rises to a preset preheating temperature T1. The preheating temperature T1 is set to about 200 ° C. to 800 ° C., preferably about 350 ° C. to 550 ° C., in which impurities added to the semiconductor wafer W are not likely to diffuse due to heat.

約６０秒間の予備加熱時間が経過した後、保持部７が処理位置に位置したまま制御部３の制御によりランプハウス５のフラッシュランプＦＬから半導体ウェハーＷへ向けてフラッシュ光が照射される。このとき、フラッシュランプＦＬから放射されるフラッシュ光の一部は直接にチャンバー６内の保持部７へと向かい、他の一部は一旦リフレクタ５２により反射されてからチャンバー６内へと向かい、これらのフラッシュ光の照射により半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱が行われる。フラッシュ加熱は、フラッシュランプＦＬからの閃光照射により行われるため、半導体ウェハーＷの表面温度を短時間で上昇することができる。 After the preheating time of about 60 seconds elapses, flash light is irradiated from the flash lamp FL of the lamp house 5 toward the semiconductor wafer W under the control of the control unit 3 while the holding unit 7 is positioned at the processing position. At this time, a part of the flash light emitted from the flash lamp FL goes directly to the holding part 7 in the chamber 6, and the other part is once reflected by the reflector 52 and then goes into the chamber 6. Flash heating of the semiconductor wafer W is performed by irradiation of the flash light. Since the flash heating is performed by flash irradiation from the flash lamp FL, the surface temperature of the semiconductor wafer W can be increased in a short time.

すなわち、ランプハウス５のフラッシュランプＦＬから照射されるフラッシュ光は、予め蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射時間が０．１ミリ秒ないし１０ミリ秒程度の極めて短く強い閃光である。そして、フラッシュランプＦＬからの閃光照射によりフラッシュ加熱される半導体ウェハーＷの表面温度は、瞬間的に１０００℃ないし１１００℃程度の処理温度Ｔ２まで上昇し、半導体ウェハーＷに添加された不純物が活性化された後、表面温度が急速に下降する。このように、熱処理装置１では、半導体ウェハーＷの表面温度を極めて短時間で昇降することができるため、半導体ウェハーＷに添加された不純物の熱による拡散を抑制しつつ不純物の活性化を行うことができる。なお、添加不純物の活性化に必要な時間はその熱拡散に必要な時間に比較して極めて短いため、０．１ミリセカンドないし１０ミリセカンド程度の拡散が生じない短時間であっても活性化は完了する。 In other words, the flash light emitted from the flash lamp FL of the lamp house 5 is converted to a light pulse whose electrostatic energy stored in advance is extremely short, and the irradiation time is about 0.1 to 10 milliseconds. A short and strong flash. Then, the surface temperature of the semiconductor wafer W flash-heated by flash irradiation from the flash lamp FL instantaneously rises to a processing temperature T2 of about 1000 ° C. to 1100 ° C., and the impurities added to the semiconductor wafer W are activated. After being done, the surface temperature drops rapidly. As described above, in the heat treatment apparatus 1, the surface temperature of the semiconductor wafer W can be raised and lowered in a very short time, so that the impurities are activated while suppressing diffusion of impurities added to the semiconductor wafer W due to heat. Can do. Since the time required for activation of the added impurity is extremely short compared to the time required for thermal diffusion, activation is possible even for a short time when no diffusion of about 0.1 millisecond to 10 millisecond occurs. Is completed.

また、フラッシュ加熱の前に保持部７により半導体ウェハーＷを予備加熱しておくことにより、フラッシュランプＦＬからの閃光照射によって半導体ウェハーＷの表面温度を処理温度Ｔ２まで速やかに上昇させることができる。 In addition, by preheating the semiconductor wafer W by the holding unit 7 before the flash heating, the surface temperature of the semiconductor wafer W can be quickly raised to the processing temperature T2 by flash irradiation from the flash lamp FL.

フラッシュ加熱が終了し、処理位置における約１０秒間の待機の後、保持部７が保持部昇降機構４により再び図１に示す受渡位置まで下降し、半導体ウェハーＷが保持部７から支持ピン７０へと渡される。続いて、ゲートバルブ１８５により閉鎖されていた搬送開口部６６が開放され、支持ピン７０上に載置された半導体ウェハーＷは装置外部の搬送ロボットにより搬出され、熱処理装置１における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理が完了する。 After the flash heating is finished and the standby for about 10 seconds at the processing position, the holding unit 7 is lowered again to the delivery position shown in FIG. 1 by the holding unit lifting mechanism 4, and the semiconductor wafer W is transferred from the holding unit 7 to the support pins 70. Is passed. Subsequently, the transfer opening 66 closed by the gate valve 185 is opened, and the semiconductor wafer W placed on the support pins 70 is unloaded by a transfer robot outside the apparatus, and the semiconductor wafer W is flushed in the heat treatment apparatus 1. The heat treatment is completed.

上述のように、保持部７が処理位置に位置している状態にてフラッシュランプＦＬから半導体ウェハーＷへ向けてフラッシュ光が照射されるのであるが、第１実施形態の熱処理装置１は処理位置の位置調整を行うことができる。図８は、保持部７の位置調整を模式的に示す図である。３０本のフラッシュランプＦＬは保持部７に保持される半導体ウェハーＷおよび衝立２０を水平面で切断した断面よりも大きな平面エリアに配列されており、保持部７の処理位置は衝立２０の内側となる。図８（ａ）に示すように、保持部７が衝立２０の内側の比較的下側に位置しているときには、ランプハウス５内部に配列された３０本のフラッシュランプＦＬのうち端部に配置されたフラッシュランプＦＬから保持部７に保持された半導体ウェハーＷの最近接端縁部へと向かう光は衝立２０によって遮光される。このため、ランプハウス５から半導体ウェハーＷの端縁部に到達する光の光量を低減することができる。 As described above, flash light is emitted from the flash lamp FL toward the semiconductor wafer W in a state where the holding unit 7 is located at the processing position. Can be adjusted. FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the position adjustment of the holding unit 7. The 30 flash lamps FL are arranged in a plane area larger than the cross section obtained by cutting the semiconductor wafer W and the screen 20 held by the holding unit 7 along a horizontal plane, and the processing position of the holding unit 7 is inside the screen 20. . As shown in FIG. 8A, when the holding portion 7 is located relatively below the inside of the partition 20, it is arranged at the end of the 30 flash lamps FL arranged in the lamp house 5. Light directed from the flash lamp FL to the closest edge of the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 is blocked by the screen 20. For this reason, the amount of light reaching the edge of the semiconductor wafer W from the lamp house 5 can be reduced.

一方、図８（ｂ）に示すように、保持部７が衝立２０の内側の比較的上側に位置しているときには、３０本のフラッシュランプＦＬから照射された光が衝立２０によって全く遮られることなく保持部７に保持された半導体ウェハーＷの全面に到達する。このため、図８（ａ）に比較してランプハウス５から半導体ウェハーＷの端縁部に到達する光の光量を増大することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the holding portion 7 is positioned relatively on the inside of the partition 20, the light emitted from the 30 flash lamps FL is completely blocked by the partition 20. Without reaching the entire surface of the semiconductor wafer W held by the holding unit 7. For this reason, it is possible to increase the amount of light reaching the edge of the semiconductor wafer W from the lamp house 5 as compared with FIG.

保持部７の処理位置の位置調整は半導体ウェハーＷの表面状態に応じて制御部３が実行する。具体的には、フラッシュ加熱の前工程であるイオン注入工程での注入条件およびイオン種等の前処理情報を制御部３が取得し、その前処理情報に基づいて保持部昇降機構４を制御して保持部７の高さ位置を調整する。かかる制御は、例えばイオン注入工程での前処理情報と最適な温度分布が得られる保持部７の高さ位置とを対応付けたテーブルを予め作成して磁気ディスク３４に格納しておき、それに基づいて制御部３が保持部昇降機構４を制御することにより容易に実現することができる。 The position of the processing position of the holding unit 7 is adjusted by the control unit 3 according to the surface state of the semiconductor wafer W. Specifically, the control unit 3 obtains pretreatment information such as implantation conditions and ion species in the ion implantation step, which is a pretreatment of flash heating, and controls the holding unit lifting mechanism 4 based on the pretreatment information. To adjust the height position of the holding portion 7. For this control, for example, a table in which preprocessing information in the ion implantation process is associated with the height position of the holding unit 7 at which an optimum temperature distribution is obtained is created in advance and stored in the magnetic disk 34, and based on this. This can be easily realized by the control unit 3 controlling the holding unit lifting mechanism 4.

第１実施形態の熱処理装置１においては、衝立２０の内側における保持部７の高さ位置を調整するだけで半導体ウェハーＷに到達する光の光量を増減することができ、従来のようにホットプレート７１の温度分布を変化させるのと比較して著しく短時間でフラッシュ加熱時の半導体ウェハーＷの温度分布を容易に調整することができる。従って、特に、連続して処理する半導体ウェハーＷ毎に表面状態が異なるような場合にスループットを向上させることができる。 In the heat treatment apparatus 1 of the first embodiment, the amount of light reaching the semiconductor wafer W can be increased / decreased merely by adjusting the height position of the holding unit 7 inside the partition 20, and a hot plate is used as in the prior art. Compared to changing the temperature distribution of 71, the temperature distribution of the semiconductor wafer W during flash heating can be easily adjusted in a significantly shorter time. Accordingly, the throughput can be improved particularly when the surface state is different for each semiconductor wafer W to be continuously processed.

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図９は、第２実施形態の熱処理装置１０１の構成を示す側断面図である。第２実施形態の熱処理装置１０１が第１実施形態の熱処理装置１と相違するのは、衝立昇降部２５を備える点である。 <2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a side sectional view showing the configuration of the heat treatment apparatus 101 of the second embodiment. The heat treatment apparatus 101 according to the second embodiment is different from the heat treatment apparatus 1 according to the first embodiment in that a partition lift unit 25 is provided.

衝立昇降部２５は、例えばエアシリンダを用いて構成され、熱処理空間６５内において衝立２０を昇降する。衝立昇降部２５は、図９に示すようにチャンバー６の外部に設けられていても良いし、チャンバー６の内部に設置されていても良い。もっとも、衝立昇降部２５をチャンバー６の内部に設ける場合は、パーティクルが熱処理空間６５内に拡散しないようにシールしておく方が好ましい。衝立昇降部２５も制御部３によって制御される。 The partition lifting / lowering unit 25 is configured using, for example, an air cylinder, and lifts and lowers the partition 20 in the heat treatment space 65. The screen elevating unit 25 may be provided outside the chamber 6 as shown in FIG. 9 or may be installed inside the chamber 6. However, when the partition lift 25 is provided inside the chamber 6, it is preferable to seal the particles so as not to diffuse into the heat treatment space 65. The screen elevating unit 25 is also controlled by the control unit 3.

残余の構成については、第２実施形態の熱処理装置１０１は第１実施形態の熱処理装置１と同じであり、同一の要素には同一の符合を付している。また、熱処理装置１０１における半導体ウェハーＷの処理手順についても概ね第１実施形態と同様である。但し、第２実施形態においては、保持部７の処理位置は定位置であり、衝立２０の高さ位置を調整することによって半導体ウェハーＷの温度分布を調整している。 About the remaining structure, the heat processing apparatus 101 of 2nd Embodiment is the same as the heat processing apparatus 1 of 1st Embodiment, and attaches | subjects the same code | symbol to the same element. The processing procedure for the semiconductor wafer W in the heat treatment apparatus 101 is also substantially the same as that in the first embodiment. However, in the second embodiment, the processing position of the holding unit 7 is a fixed position, and the temperature distribution of the semiconductor wafer W is adjusted by adjusting the height position of the partition 20.

図１０は、衝立２０の位置調整を模式的に示す図である。図１０（ａ）に示すように、衝立２０が上昇して保持部７が衝立２０の内側の比較的下側に位置するときには、ランプハウス５内部に配列された３０本のフラッシュランプＦＬのうち端部に配置されたフラッシュランプＦＬから保持部７に保持された半導体ウェハーＷの最近接端縁部へと向かう光は衝立２０によって遮光される。このため、ランプハウス５から半導体ウェハーＷの端縁部に到達する光の光量を低減することができる。 FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the position adjustment of the partition 20. As shown in FIG. 10A, when the partition 20 rises and the holding portion 7 is positioned relatively below the inside of the partition 20, of the 30 flash lamps FL arranged in the lamp house 5. Light directed from the flash lamp FL disposed at the end to the closest edge of the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 is blocked by the screen 20. For this reason, the amount of light reaching the edge of the semiconductor wafer W from the lamp house 5 can be reduced.

一方、図１０（ｂ）に示すように、衝立２０が下降して保持部７が衝立２０の内側の比較的上側に位置するときには、３０本のフラッシュランプＦＬから照射された光が衝立２０によって全く遮られることなく保持部７に保持された半導体ウェハーＷの全面に到達する。このため、図１０（ａ）に比較してランプハウス５から半導体ウェハーＷの端縁部に到達する光の光量を増大することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the partition 20 is lowered and the holding portion 7 is positioned relatively above the inside of the partition 20, the light emitted from the 30 flash lamps FL is transmitted by the partition 20. It reaches the entire surface of the semiconductor wafer W held by the holding part 7 without being blocked at all. For this reason, it is possible to increase the amount of light reaching the edge portion of the semiconductor wafer W from the lamp house 5 as compared with FIG.

衝立２０の高さ位置の調整は半導体ウェハーＷの表面状態に応じて制御部３が実行する。具体的には、第１実施形態と同様に、イオン注入工程での注入条件およびイオン種等の前処理情報を制御部３が取得し、その前処理情報に基づいて衝立昇降部２５を制御して衝立２０の高さ位置を調整する。 The controller 3 executes the adjustment of the height position of the partition 20 in accordance with the surface state of the semiconductor wafer W. Specifically, as in the first embodiment, the control unit 3 acquires pretreatment information such as implantation conditions and ion species in the ion implantation step, and controls the partition lift unit 25 based on the pretreatment information. To adjust the height of the partition 20.

第２実施形態の熱処理装置１０１によれば、衝立２０の高さ位置を調整するだけで半導体ウェハーＷに到達する光の光量を増減することができ、短時間でフラッシュ加熱時の半導体ウェハーＷの温度分布を容易に調整することができる。従って、特に、連続して処理する半導体ウェハーＷ毎に表面状態が異なるような場合にスループットを向上させることができる。 According to the heat treatment apparatus 101 of the second embodiment, the amount of light reaching the semiconductor wafer W can be increased or decreased simply by adjusting the height position of the screen 20, and the semiconductor wafer W during flash heating can be increased in a short time. The temperature distribution can be easily adjusted. Accordingly, the throughput can be improved particularly when the surface state is different for each semiconductor wafer W to be continuously processed.

＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１１は、第３実施形態の熱処理装置２０１の構成を示す側断面図である。第３実施形態の熱処理装置２０１が第１実施形態の熱処理装置１と相違するのは、ランプ昇降部５９を備える点である。 <3. Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a side sectional view showing a configuration of the heat treatment apparatus 201 of the third embodiment. The heat treatment apparatus 201 of the third embodiment is different from the heat treatment apparatus 1 of the first embodiment in that a lamp lifting / lowering unit 59 is provided.

ランプ昇降部５９は、例えばエアシリンダを用いて構成され、チャンバー６の上方にてランプハウス５を昇降させる。ランプハウス５が昇降することによって、複数のフラッシュランプＦＬが一括して昇降する。ランプ昇降部５９も制御部３によって制御される。 The lamp elevating unit 59 is configured using, for example, an air cylinder, and elevates the lamp house 5 above the chamber 6. As the lamp house 5 is raised and lowered, the plurality of flash lamps FL are raised and lowered collectively. The lamp lifting / lowering unit 59 is also controlled by the control unit 3.

残余の構成については、第３実施形態の熱処理装置２０１は第１実施形態の熱処理装置１と同じであり、同一の要素には同一の符合を付している。また、熱処理装置２０１における半導体ウェハーＷの処理手順についても概ね第１実施形態と同様である。但し、第３実施形態においては、衝立２０は固定設置されるとともに保持部７の処理位置は定位置であり、複数のフラッシュランプＦＬの高さ位置を調整することによって半導体ウェハーＷの温度分布を調整している。 About the remaining structure, the heat processing apparatus 201 of 3rd Embodiment is the same as the heat processing apparatus 1 of 1st Embodiment, and attaches | subjects the same code | symbol to the same element. The processing procedure for the semiconductor wafer W in the heat treatment apparatus 201 is also substantially the same as that in the first embodiment. However, in the third embodiment, the partition 20 is fixedly installed and the processing position of the holding unit 7 is a fixed position, and the temperature distribution of the semiconductor wafer W is adjusted by adjusting the height positions of the plurality of flash lamps FL. It is adjusted.

図１２は、フラッシュランプＦＬの位置調整を模式的に示す図である。図１２（ａ）に示すように、ランプハウス５が下降して複数のフラッシュランプＦＬが衝立２０および保持部７に近接するときには、ランプハウス５内部に配列された３０本のフラッシュランプＦＬのうち端部に配置されたフラッシュランプＦＬから保持部７に保持された半導体ウェハーＷの最近接端縁部へと向かう光は衝立２０によって遮光される。このため、ランプハウス５から半導体ウェハーＷの端縁部に到達する光の光量を低減することができる。 FIG. 12 is a diagram schematically showing position adjustment of the flash lamp FL. As shown in FIG. 12A, when the lamp house 5 is lowered and a plurality of flash lamps FL are close to the partition 20 and the holding unit 7, of the 30 flash lamps FL arranged in the lamp house 5. Light directed from the flash lamp FL disposed at the end to the closest edge of the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 is blocked by the screen 20. For this reason, the amount of light reaching the edge of the semiconductor wafer W from the lamp house 5 can be reduced.

一方、図１２（ｂ）に示すように、ランプハウス５が上昇して複数のフラッシュランプＦＬが衝立２０および保持部７から離間するときには、３０本のフラッシュランプＦＬから照射された光が衝立２０によって全く遮られることなく保持部７に保持された半導体ウェハーＷの全面に到達する。このため、図１２（ａ）に比較してランプハウス５から半導体ウェハーＷの端縁部に到達する光の光量を増大することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 12B, when the lamp house 5 is raised and the plurality of flash lamps FL are separated from the partition 20 and the holding unit 7, the light emitted from the 30 flash lamps FL is the partition 20. Reaches the entire surface of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 without being blocked at all. For this reason, it is possible to increase the amount of light reaching the edge of the semiconductor wafer W from the lamp house 5 as compared with FIG.

複数のフラッシュランプＦＬの高さ位置の調整は半導体ウェハーＷの表面状態に応じて制御部３が実行する。具体的には、第１実施形態と同様に、イオン注入工程での注入条件およびイオン種等の前処理情報を制御部３が取得し、その前処理情報に基づいてランプ昇降部５９を制御して複数のフラッシュランプＦＬの高さ位置を調整する。 The controller 3 executes the adjustment of the height positions of the plurality of flash lamps FL according to the surface state of the semiconductor wafer W. Specifically, as in the first embodiment, the control unit 3 acquires pretreatment information such as implantation conditions and ion species in the ion implantation step, and controls the lamp lifting / lowering unit 59 based on the pretreatment information. Adjust the height positions of the plurality of flash lamps FL.

第３実施形態の熱処理装置２０１によれば、複数のフラッシュランプＦＬの高さ位置を調整するだけで半導体ウェハーＷに到達する光の光量を増減することができ、短時間でフラッシュ加熱時の半導体ウェハーＷの温度分布を容易に調整することができる。従って、特に、連続して処理する半導体ウェハーＷ毎に表面状態が異なるような場合にスループットを向上させることができる。 According to the heat treatment apparatus 201 of the third embodiment, the amount of light reaching the semiconductor wafer W can be increased or decreased simply by adjusting the height positions of the plurality of flash lamps FL, and the semiconductor during flash heating can be increased in a short time. The temperature distribution of the wafer W can be easily adjusted. Accordingly, the throughput can be improved particularly when the surface state is different for each semiconductor wafer W to be continuously processed.

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、第１実施形態の熱処理装置１に、第２実施形態の衝立昇降部２５および第３実施形態のランプ昇降部５９の双方を備えるようにしても良い。保持部７、衝立２０および複数のフラッシュランプＦＬの高さ位置を適宜調整することによって半導体ウェハーＷに到達する光の光量を増減して温度分布を調整することができる。換言すれば、保持部７、衝立２０および複数のフラッシュランプＦＬの相対的な位置関係を変化させてランプハウス５から保持部７に保持された半導体ウェハーＷに到達する光の光量を調整するものであれば良い。 <4. Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention. For example, the heat treatment apparatus 1 of the first embodiment may be provided with both the screen lifting unit 25 of the second embodiment and the lamp lifting unit 59 of the third embodiment. The temperature distribution can be adjusted by increasing or decreasing the amount of light reaching the semiconductor wafer W by appropriately adjusting the height positions of the holding unit 7, the partitions 20, and the plurality of flash lamps FL. In other words, the amount of light reaching the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 from the lamp house 5 is adjusted by changing the relative positional relationship between the holding unit 7, the partition 20 and the plurality of flash lamps FL. If it is good.

また、衝立２０の形状は円筒形状に限定されるものではなく、筒形状であれば良く、例えば水平面で切断した断面が多角形であっても良い。さらに、衝立は図１３に示すような形状であっても良い。図１３は、衝立の他の例を示す側面図である。図１３の衝立１２０は、上端が平坦面ではなく環状の凹凸面に形成されている。凹凸面としては、波形、正弦波形状、三角波形状等の種々の凹凸形状とすることができる。また、衝立１２０の上端面の全周を凹凸面とすることに限定されず、一部のみを凹凸面とするようにしても良い。このような上端に凹凸面を有する衝立１２０を使用すれば、ランプハウス５から半導体ウェハーＷの端縁部の一部に到達する光の光量を調整することができる。 Moreover, the shape of the partition 20 is not limited to a cylindrical shape, and may be a cylindrical shape. For example, a cross section cut along a horizontal plane may be a polygon. Furthermore, the partition may have a shape as shown in FIG. FIG. 13 is a side view showing another example of a partition. The partition 120 in FIG. 13 has an upper end formed on an annular uneven surface, not a flat surface. As the uneven surface, various uneven shapes such as a waveform, a sine wave shape, and a triangular wave shape can be used. Further, the entire periphery of the upper end surface of the partition 120 is not limited to the uneven surface, and only a part of the partition 120 may be the uneven surface. Using screen 120 having an irregular surface to such upper end, it is possible to adjust the amount of light it reaches the lamp house 5 in a part of the edge portion of the semiconductor wafer W.

また、上記実施形態においては、衝立２０をアルミニウム合金によって形成していたが、これに限定されるものではなく、フラッシュランプＦＬから照射される光に対して不透明な材質にて形成すれば良く、例えば不透明石英にて形成するようにしても良い。 In the above embodiment, the partition 20 is made of an aluminum alloy. However, the partition 20 is not limited to this, and may be made of a material that is opaque to the light emitted from the flash lamp FL. For example, it may be formed of opaque quartz.

また、上記実施形態においては、ランプハウス５に３０本のフラッシュランプＦＬを備えるようにしていたが、これに限定されるものではなく、フラッシュランプＦＬの本数は任意の数とすることができる。また、フラッシュランプＦＬはキセノンフラッシュランプに限定されるものではなく、クリプトンフラッシュランプであっても良い。また、フラッシュランプＦＬに代えて、照射時間が数ミリ秒程度の他の光源を備えるようにしても良い。 In the above embodiment, the lamp house 5 is provided with 30 flash lamps FL. However, the present invention is not limited to this, and the number of flash lamps FL can be any number. The flash lamp FL is not limited to a xenon flash lamp, and may be a krypton flash lamp. Further, instead of the flash lamp FL, another light source with an irradiation time of about several milliseconds may be provided.

また、本発明に係る熱処理装置によって処理対象となる基板は半導体ウェハーに限定されるものではなく、液晶表示装置などに用いるガラス基板であっても良い。 The substrate to be processed by the heat treatment apparatus according to the present invention is not limited to a semiconductor wafer, and may be a glass substrate used for a liquid crystal display device or the like.

本発明に係る熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus which concerns on this invention. 図１の熱処理装置のガス路を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the gas path of the heat processing apparatus of FIG. 保持部の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a holding | maintenance part. ホットプレートを示す平面図である。It is a top view which shows a hot plate. 図１の熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus of FIG. 制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a control part. 衝立の斜視図である。It is a perspective view of a partition. 保持部の位置調整を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the position adjustment of a holding | maintenance part. 第２実施形態の熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus of 2nd Embodiment. 衝立の位置調整を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the position adjustment of a partition. 第３実施形態の熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus of 3rd Embodiment. フラッシュランプの位置調整を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the position adjustment of a flash lamp. 衝立の他の例を示す側面図である。It is a side view which shows the other example of a partition.

Explanation of symbols

１熱処理装置
３制御部
４保持部昇降機構
５ランプハウス
６チャンバー
７保持部
２０衝立
２５衝立昇降部
５９ランプ昇降部
６０上部開口
６１チャンバー窓
６５熱処理空間
７１ホットプレート
７２サセプタ
ＦＬフラッシュランプ
Ｗ半導体ウェハー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat processing apparatus 3 Control part 4 Holding | maintenance part raising / lowering mechanism 5 Lamphouse 6 Chamber 7 Holding part 20 Screen 25 Screen raising / lowering part 59 Lamp raising / lowering part 60 Upper opening 61 Chamber window 65 Heat treatment space 71 Hotplate 72 Susceptor FL Flash lamp W Semiconductor wafer

Claims

A heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating a flash with the substrate,
A holding unit for holding the substrate in a horizontal position;
A light source arranged above the holding unit and arranged in a plane area larger than a substrate held by the holding unit with a plurality of flash lamps;
A cross section that is formed of a material that is opaque to light emitted from the light source, has a cylindrical shape in which upper and lower ends are opened and a substrate held inside by the holding portion can pass through, and is cut along a horizontal plane. Is a partition member smaller than the plane in which the plurality of flash lamps are arranged,
Position adjusting means for adjusting the amount of light reaching the substrate held by the holding unit from the light source by changing the relative positional relationship between the light source, the holding unit, and the partition member;
A heat treatment apparatus comprising:

The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein
The heat treatment apparatus characterized in that the position adjusting means includes holding part raising / lowering means for raising and lowering the holding part.

The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein
The heat treatment apparatus, wherein the position adjusting means includes a screen lifting / lowering means for moving the partition member up and down.

The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein
The heat treatment apparatus, wherein the position adjusting means includes light source raising / lowering means for raising and lowering the light source.

In the heat processing apparatus in any one of Claims 1-4,
The heat processing apparatus characterized by providing an uneven surface at the upper end of the partition member.

In the heat processing apparatus in any one of Claims 1-5,
Control means for controlling the position adjusting means so as to change a relative positional relationship between the light source, the holding portion and the partition member based on pre-processing information in a process prior to heating by the plurality of flash lamps; Furthermore, the heat processing apparatus characterized by the above-mentioned.