JP2001297994A

JP2001297994A - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2001297994A
Application number: JP2000116470A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ito; 伊藤　　隆
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】熱処理時に基板の温度分布の均一性を確保す
ることができる熱処理装置を提供する。【解決手段】複数のランプ２１のそれぞれと処理空間
ＰＳとの間には、導光ロッド２５が配置されている。複
数のランプ２１から出射された光はそれぞれ反射鏡２２
によって反射され、導光ロッド２５の上端面に入射す
る。導光ロッド２５に入射した光は、四角柱形状の導光
ロッド２５内部の側壁において多重に反射を繰り返し、
その下端面から処理空間ＰＳ内の基板Ｗに向けて出射す
る。このときに、多重反射を繰り返すことによって導光
ロッド２５の下端面から出射された光は均一な照度分布
を有している。その結果、基板Ｗ上の照度分布もほぼ均
一となり、熱処理時に基板の温度分布の均一性を確保す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理室内に収容し
た半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマス
ク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、「基板」
と称する）に光を照射して熱処理を行う熱処理装置、特
にランプアニール等の急速加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、基板の製造工程においては、
種々の熱処理が行われている。基板に対して熱処理を行
う熱処理装置としては、例えば、光照射によって基板の
急速加熱を行う急速加熱装置（いわゆるランプアニー
ル）が用いられている。

【０００３】一般に、急速加熱装置はハロゲンランプ等
を光源として使用し、その光源から出射された光を基板
に照射することにより基板を加熱している。このとき
に、光源であるハロゲンランプ等に配光特性が存在する
ため、光源からの光をそのまま基板に照射したのでは基
板主面上に不均一な照度分布が生じる。このような不均
一な照度分布を緩和するため、光源を収容するランプハ
ウスは、例えば以下のように構成されていた。

【０００４】図１１は、従来の光照射による基板の加熱
を説明する図である。ランプハウス１２０は、ハロゲン
ランプ等の光源１０５と、楕円近似ミラー１１０とを備
える。そして、急速加熱装置にはこのようなランプハウ
ス１２０が多数配置されている。それぞれのランプハウ
ス１２０内においては、光源１０５から出射された光が
楕円近似ミラー１１０によって反射され、下方の基板Ｗ
へと向かう。このときに、相互に隣接する光源１０５か
ら出射された光の照度の低い部分どうしの干渉効果を利
用して照度むらを緩和するようにしていた。また、基板
Ｗの同心円方向の照度分布をより改善するべく、光照射
時に基板Ｗを回転させるようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の急速加熱装置には以下のような問題があった。図１
２は、従来の急速加熱装置を用いたときの基板上の照度
分布を示す図である。同図に示すように、楕円近似ミラ
ー１１０によって照度むらを緩和したとしても、なお隣
接する光源１０５の中間に対応する位置においては照度
が低く、照度分布が不均一なものとなっていた。

【０００６】また、上記従来の構成においては、光源１
０５のランプフィラメントの精度や取り付け精度が照度
分布に影響し易いという問題があった。すなわち、光源
１０５のランプフィラメント精度や取り付け状態が少し
でも異なると、それがそのまま照度分布の不均一の原因
となっていた。換言すれば、光源１０５の照度のばらつ
きによって基板Ｗ上の照度分布が容易に左右されること
となっていたのである。そして、このような照度分布の
不均一性は、基板Ｗの加熱時の温度分布に不均一性を生
じさせることとなっていた。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、熱処理時に基板の温度分布の均一性を確保する
ことができる熱処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、処理室内に収容した基板に光を
照射して熱処理を行う熱処理装置であって、前記処理室
内にて基板を支持する支持手段と、前記処理室の上方に
設けられ、前記処理室に向けて光を出射する複数の光源
と、前記複数の光源のそれぞれと前記処理室との間に配
置され、前記複数の光源のそれぞれから出射された光を
前記支持手段に支持された基板に導く複数の多角柱形状
の導光ロッドと、前記光源から光を照射して基板を加熱
する際に、基板を支持している支持手段を前記導光ロッ
ドの端面に対して近づけた状態にさせる駆動手段と、を
備えている。

【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の熱処理装置において、前記支持手段に支持された基板
と前記導光ロッドの端面との間に、前記導光ロッドから
の光を透過させる透過カバーをさらに備えている。

【００１０】

【発明の実施の形態】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。

【００１１】＜１．急速加熱装置の全体構成＞図１は、
本発明の実施の形態である急速加熱装置１の縦断面図で
ある。また、図２は図１の左側部分の、図３は図１の右
側部分の拡大図である。以下、図１〜図３を参照しつつ
この装置の構成について説明する。

【００１２】急速加熱装置１は主にチャンバ１０、照射
部２０、透過カバー３０、基板保持回転部４０、反射部
５０、透過キャップ６０、温度計測部７０、昇降駆動部
８０および制御部９０を備えている。

【００１３】チャンバ１０は上部をリフレクタ１１、下
部をハウジング１２とする円筒形状の炉体であり、この
炉体の内部壁面は石英でおおわれているとともに、その
内側には基板Ｗに熱処理を施すための空間である処理空
間ＰＳを有する。また、リフレクタ１１内部には冷媒を
通して冷却する多数の冷却管（図示省略）が設けられて
いる。なお、リフレクタ１１とハウジング１２は分離さ
れており、両者はハウジング１２の外周面外側を覆う伸
縮可能な金属ベローズ１４により連結されている。な
お、本実施形態においては、処理空間ＰＳが処理室に相
当する。

【００１４】また、チャンバ１０の側面には図示しない
外部の基板搬送機構との間で基板Ｗを受け渡して搬出入
するための基板搬出入口１０ａの他、上側ガス供給路１
０ｂ、上側ガス排出路１０ｃ、下側ガス供給路１０ｄが
設けられている。そのうち、上側ガス供給路１０ｂに
は、化学反応により窒化膜や酸化膜等の成膜のための一
酸化窒素ガス（Ｎ₂Ｏ）や酸素ガス（Ｏ₂）等の処理ガス
を供給する装置外に設けられた処理ガス供給源１５およ
び装置内に充満した処理ガスを置換して排出するための
化学的反応性の低い窒素ガス（Ｎ₂）等の置換ガスを供
給する外部の置換ガス供給源１６に接続されている。ま
た、上側ガス排出路１０ｃはチャンバ１０内に供給され
た処理ガスおよび置換ガス（以下、両者を総称する場合
には単に「ガス」という。）を外部に排出する。さら
に、下側ガス供給路１０ｄは置換ガス供給源１６のみに
接続されている。

【００１５】また、基板搬出入口１０ａの外側にはシャ
ッタ１７が設けられており、図示しない昇降機構の駆動
により開閉することができるとともに、後述するように
基板搬出入口１０ａ内にはチャンバ１０内のガスを排出
する下側ガス排出路１０ｆが設けられている。

【００１６】照射部２０はリフレクタ１１の内側、すな
わち処理空間ＰＳの上方に設けられ、複数のランプハウ
ス２３と、複数の導光ロッド２５とを備えている。それ
ぞれのランプハウス２３は、ランプ２１および反射鏡２
２を備えている。ランプ２１は、発光式加熱手段として
のハロゲンランプである。ランプ２１から出射された光
は反射鏡２２によって反射された後下方に、すなわち処
理空間ＰＳの方に向けて進む。なお、ランプ２１は処理
室に向けて光を出射する光源に相当する。

【００１７】導光ロッド２５は石英製の四角柱形状（本
実施形態では、上端面および下端面が正方形である直方
体形状）の部材である。導光ロッド２５は、複数のラン
プ２１のそれぞれと処理空間ＰＳとの間に配置されてい
る。従って、ランプ２１の個数と導光ロッド２５の個数
とは同数である。なお、導光ロッド２５は六角柱形状の
部材でもよい。

【００１８】図４は、導光ロッド２５の配置を示す平面
図である。同図は、複数の導光ロッド２５を上方から見
た図である。同図に示すように、本実施形態において
は、５２本の導光ロッド２５が相互に近接して設けられ
ており、基板Ｗの全部と後述する均熱リング４１の大部
分とをそれらによって覆っている。導光ロッド２５は、
複数のランプ２１のそれぞれから出射された光を処理空
間ＰＳ内の基板Ｗに導くことによって基板Ｗを加熱す
る。なお、基板Ｗの加熱の様子についてはさらに後述す
る。

【００１９】透過カバー３０は照射部２０の下方であっ
て、処理空間ＰＳ内の基板Ｗと導光ロッド２５の端面と
の間に設けられた化学的反応性の低い石英製のカバーで
あり、導光ロッド２５からの光を透過する。

【００２０】基板保持回転部４０は、基板Ｗの周縁部分
を全周に亘って保持するとともにその周縁部からの熱の
放出を補償するＳｉＣ製の均熱リング４１が、その直径
より大きな内径を有する円筒の支持脚４２により支持さ
れている。そして、支持脚４２の外周面下端に回転子４
３ａが設けられ、それに対応する円形の固定子４３ｂが
固定部材５２上に取り付けられ、これら回転子４３ａお
よび固定子４３ｂがリニアモータ４３を構成している。
そのリニアモータ４３が回転すると支持脚４２がその円
筒の中心を軸として回転し、それに伴い、均熱リング４
１もその水平面内での中心を軸として基板Ｗの被処理面
（上面）と平行な面内（水平面内）で回転可能となって
いる。なお、本実施形態においては、均熱リング４１が
基板Ｗを支持する支持部材に相当する。

【００２１】反射部５０は、上面が反射率の高い鏡面で
ある反射板５１を、均熱リング４１に支持された基板Ｗ
と平行（水平）に固定部材５２を介してハウジング１２
に固定したものであり、反射板５１により基板Ｗからの
放射光を反射する。そして、基板Ｗ下面もその反射光を
さらに反射することにより、基板Ｗと反射板５１との間
で放射光の反射が繰り返される多重反射が生じる。ま
た、反射板５１には複数の穴５１ａが設けられている。

【００２２】透過キャップ６０は光透過性が高く、上端
が平面で閉鎖された円筒状をなした化学的反応性の低い
石英製の部材であって、反射部５０の上部を覆ってい
る。これにより、反射板５１表面が処理ガス等と反応し
て「くもる」などして、その反射率が低下することを抑
えている。また、透過キャップ６０の上面には、同心円
上の３本の石英製の支持ピン６１が設けられており、そ
れら支持ピン６１の上端に基板Ｗを水平に載置すること
ができるものとなっている。また、透過キャップ６０下
部には透過キャップ６０全体を昇降させる昇降駆動手段
としてのエアシリンダ６２が設けられている。エアシリ
ンダ６２の伸縮により、基板Ｗを受け取る際には透過キ
ャップ６０を上昇させて支持ピン６１上に基板Ｗを載置
し、その後に透過キャップ６０を下降させることによっ
て基板保持回転部４０の均熱リング４１上に基板Ｗを載
置する。逆に基板Ｗを基板搬送機構に渡す際には逆の手
順で行う。

【００２３】また、透過カバー３０、透過キャップ６０
およびチャンバ１０の内部壁面が石英製であり、均熱リ
ング４１がＳｉＣ製であることにより、チャンバ１０の
内部において金属部材が処理ガスに直接さらされること
が少ないので、基板Ｗに金属汚染を及ぼすことが少な
い。

【００２４】温度計測部７０は反射板５１に複数設けら
れた円筒状の穴５１ａのそれぞれの下方に取り付けら
れ、穴５１ａを通じて内部に上記の多重反射後の光を取
り入れることができるものとなっている。そして、温度
計測部７０内部に設けられた図示しない放射温度計によ
りそれら光を基に基板Ｗの温度を計測し、その温度信号
を制御部９０に送信する。

【００２５】昇降駆動部８０はボールねじ８１とモータ
８２とを備えた昇降駆動手段であり、モータ８２の回転
により、ハウジング１２およびそれに取り付けられた反
射部５０、基板保持回転部４０、温度計測部７０を一体
として昇降（リフレクタ１１に対して相対的に近接、離
隔）させることができる。そして、それにより均熱リン
グ４１上に載置された基板Ｗを昇降させ、導光ロッド２
５の下端面に近接させることができる。なお、本実施形
態においては、昇降駆動部８０が駆動手段に相当する。

【００２６】制御部９０は内部に図示しないＣＰＵおよ
びメモリ等を備えるとともに、シャッタ１７、ランプ２
１、リニアモータ４３、モータ８２のそれぞれに電力を
供給するドライバ（図示省略）に接続され、それらドラ
イバによる供給電力の制御を通じて上記各部の動作を制
御する。また、制御部９０は、エアシリンダ６２へのエ
ア供給源、処理ガス供給源１５、置換ガス供給源１６に
設けられた電磁弁の開閉により、エアやガスの供給量を
制御する。

【００２７】次に、急速加熱装置１へのガス供給・排気
経路についてさらに説明する。

【００２８】図１に示すように、上側ガス供給路１０ｂ
は透過カバー３０の上面内部に設けられたガス溜め３０
ａに通じている。また、図１および図１のＡ−Ａ断面か
ら上方を見た状態を示す図である図５に示すように透過
カバー３０の下面にはガス溜め３０ａに通じる複数の細
孔である上側ガス導入口３０ｂが設けられている。そし
て、ガス供給の際にはガスが上側ガス導入口３０ｂを通
じてシャワー状に処理空間ＰＳに供給される。このよう
に、この装置では上側ガス導入口３０ｂが基板Ｗの被処
理面に平行な面内において均一に設けられているので、
基板Ｗの被処理面内におけるガス流が均一であり、ガス
流による基板Ｗの温度低下の不均一も抑えられる。

【００２９】上側ガス排出路１０ｃはリフレクタ１１内
部のガス溜め１０ｅに通じている。また、図５に示すよ
うに、ガス溜め１０ｅは円筒形のリフレクタ１１内部の
全周に亘って設けられている。また、図２に示すよう
に、ガス溜め１０ｅは透過カバー３０の内周面の全周に
亘ってスリット状に設けられた上側ガス排出口３０ｃに
通じている。そして、上側ガス排出口３０ｃから排出さ
れた処理空間ＰＳ内のガスはガス溜め１０ｅを通じて上
側ガス排出路１０ｃから装置外の図示しない施設内のダ
クトに排出される。このように上側ガス排出口３０ｃが
透過カバー３０の全周に亘って設けられていることによ
り等方的にガスを排出することができ、ガス流が一層均
一になり、それにより基板Ｗの温度低下の不均一も一層
抑えられる。

【００３０】図６は図１のＢ−Ｂ断面から下方を見た状
態を示す図である。下側ガス導入口３０ｄはリフレクタ
１１内のガス溜め１０ｇを介して下側ガス供給路１０ｄ
に接続されている。置換ガス供給源１６から供給された
置換ガスは下側ガス供給路１０ｄ、ガス溜め１０ｇ、下
側ガス導入口３０ｄを通じて処理空間ＰＳに導入され
る。

【００３１】また、図１に示すように下側ガス導入口３
０ｄと下側におけるガス排出の経路としても機能する基
板搬出入口１０ａとは、ほぼ同じ高さで、かつ、基板Ｗ
を挟んで対向するように設けられている。そして、基板
搬出入口１０ａの下方には下側ガス排出路１０ｆが設け
られており処理空間ＰＳ内の雰囲気は基板搬出入口１０
ａを経て下側ガス排出路１０ｆから排出される。そして
下側ガス導入口３０ｄから置換ガスを供給しつつ、基板
搬出入口１０ａから内部雰囲気を排出する際には、ガス
の供給量と排気量はバランスが取られる。これによりガ
スの置換の際や、基板Ｗの搬出入の際には下側ガス導入
口３０ｄから基板搬出入口１０ａにかけてのガス流ＧＳ
を形成し、ガス置換を迅速に行えるとともに、基板搬出
入口１０ａの下側ガス排出路１０ｆからガスを排出する
ことにより、基板Ｗの搬出入の際には外気の巻き込みを
防ぐことができる。

【００３２】また、制御部９０は昇降駆動部８０の駆動
制御を通じて、基板Ｗを主に以下に示す３つの高さに位
置させるように基板保持回転部４０の高さを制御する。

【００３３】図７は昇降駆動部８０が上昇した状態を示
す急速加熱装置１の縦断面図である。図示のように昇降
駆動部８０が上昇した状態（基板Ｗが処理ガス排気口３
０ｃに対して１〜６ｍｍ程度）で処理空間ＰＳ上部に処
理ガスが供給される。このときの基板Ｗの高さを、ガス
供給高さＧＨと呼ぶ。このように、この装置では上側ガ
ス導入口３０ｂから基板Ｗの被処理面に向けて処理ガス
を供給する際に基板Ｗを上側ガス導入口３０ｂに近接さ
せることにより基板Ｗ上方の処理ガスを充満させるべき
基板Ｗと透過カバー３０との間の空間を狭めるので、処
理空間ＰＳ内の雰囲気を処理ガスに迅速に置換できる。

【００３４】また、図１に実線で示すように、昇降駆動
部８０が下降した際の基板Ｗの高さは、基板Ｗの搬出入
の高さ、すなわち、基板搬出入口１０ａとほぼ同じ高さ
であって、このときの基板Ｗの高さを、搬出入高さＴＨ
と呼ぶ。

【００３５】さらに、図１に二点鎖線で示すように、昇
降駆動部８０がガス供給高さＧＨより若干下降した（基
板Ｗと導光ロッド２５の下端面との高さの差が１５〜２
５ｍｍ程度）際の基板Ｗの高さは、基板Ｗに熱処理が施
される高さであって、このときの基板Ｗの高さを処理高
さＰＨと呼ぶ。このように、処理高さＰＨを可変できる
ので、ガスの流速に対応した最適な熱処理が可能とな
る。

【００３６】＜２．急速加熱装置の処理手順＞次に、以
上のような構成を有する急速加熱装置１の処理手順につ
いて説明する。図８は、急速加熱装置１における処理手
順を示すフローチャートである。

【００３７】シャッタ１７は予め閉じられている。そし
てまず、上側ガス導入口３０ｂ、下側ガス導入口３０ｄ
からの置換ガスの導入および基板搬出入口１０ａを通じ
て下側ガス排出路１０ｆからの置換ガスの排出をそれぞ
れ開始する。これにより、ガス流ＧＳ（図６参照）が形
成される（ステップＳ１）。

【００３８】つぎに、シャッタ１７を開き、外部の基板
搬送機構により基板Ｗを基板搬出入口１０ａを通じてチ
ャンバ１０内に搬入し（ステップＳ２）、それに伴いエ
アシリンダ６２が伸びて透過キャップ６０が上昇し、そ
れにより上昇した支持ピン６１上に基板Ｗを載置する。

【００３９】つぎに、シャッタ１７を閉じ、エアシリン
ダ６２の駆動により透過キャップ６０を下降させること
によって支持ピン６１を下降させ、基板Ｗを支持ピン６
１から均熱リング４１上に載置して受け渡す。

【００４０】つぎに、上側ガス排出口３０ｃから処理空
間ＰＳ内のガスの排出を開始する。そして、昇降駆動部
８０の駆動により基板保持回転部４０を上昇させて基板
Ｗを載置した均熱リング４１を上昇させ、基板Ｗを上側
ガス導入口３０ｂに近接させていき、前述のガス供給高
さＧＨ（図７参照）に位置させる。このガス供給高さＧ
Ｈに基板Ｗが位置する状態では透過カバー３０と基板Ｗ
との間の空間（処理空間ＰＳ上部）は前述のように狭め
られている。そのため、この空間に処理ガスを供給する
と迅速に処理ガスを充満させることができ、ガスの置換
効率がよく、処理時間を短縮できる。

【００４１】つぎに、下側ガス導入口３０ｄからの置換
ガスの導入および下側ガス排出路１０ｆからのガスの排
出をそれぞれ停止するとともに、上側ガス導入口３０ｂ
から処理ガスを導入して処理空間ＰＳを処理ガスにて満
たす（ステップＳ３）。上側ガス導入口３０ｂから導入
された処理ガスは処理空間ＰＳ内を流れて、上側ガス排
出口３０ｃから排出される。

【００４２】つぎに、昇降駆動部８０の駆動により基板
保持回転部４０を若干下降させることにより基板Ｗを載
置した均熱リング４１を若干下降させ、処理高さＰＨに
基板Ｗを位置させ、均熱リング４１およびそれに支持さ
れた基板Ｗを導光ロッド２５の下端面に近接させた状態
とする（ステップＳ４）。

【００４３】そして、複数のランプ２１を点灯させ、基
板Ｗの急速加熱処理を行う（ステップＳ５）。図９は、
急速加熱装置１における基板Ｗの光照射加熱の様子を示
す図である。また、図１０は、急速加熱装置１を用いた
ときの基板上の照度分布を示す図である。なお、図９に
おいては、透過カバー３０の記載は省略している。

【００４４】複数のランプ２１から出射された光はそれ
ぞれ反射鏡２２によって反射され、導光ロッド２５の上
端面に入射する。導光ロッド２５に入射した光は、四角
柱形状の導光ロッド２５内部の側壁において多重に反射
を繰り返し、その下端面２５ａから処理空間ＰＳ内の基
板Ｗに向けて出射する。このときに、多重反射を繰り返
すことによって導光ロッド２５の下端面２５ａから出射
された光は均一な照度分布を有している。その結果、図
１０に示すように、基板Ｗ上の照度分布もほぼ均一とな
るのである。

【００４５】特に、四角柱形状の導光ロッド２５を用い
ることにより、導光ロッド２５への入射光の照度、すな
わちランプ２１の照度に多少のばらつきがあったとして
も、下端面２５ａから出射された光は均一な照度分布を
有することとなる。このことは、ランプ２１のランプフ
ィラメントの精度や取り付け精度に多少の誤差が含まれ
ていたとしても、基板Ｗ上の照度分布の均一性を確保で
きることを意味している。

【００４６】もっとも、四角柱形状の導光ロッド２５を
用いた場合であっても、下端面２５ａから出射された光
が若干拡がるため、隣接する導光ロッド２５の中間位置
に対応する部分では多少照度が不均一になる傾向が存在
する。しかし、本実施形態のように、昇降駆動部８０に
よって基板Ｗを支持した均熱リング４１を導光ロッド２
５の下端面２５ａに近接させることにより、隣接する導
光ロッド２５の中間位置に対応する基板Ｗ上の領域にお
いてもほぼ均一な照度分布を得ることができる。

【００４７】そして、以上のように、熱処理時に基板Ｗ
上の照度分布を均一にすることができれば、基板Ｗの温
度分布の均一性を確保することができるのである。

【００４８】なお、この熱処理の間も基板Ｗ上への処理
ガスの供給は行われるとともに、温度計測部７０により
基板Ｗの温度計測を行い、得られた温度信号に応じて、
制御部９０は基板Ｗの温度を所定温度に保つようなラン
プ２１への供給電力の制御を行う。すなわち、ランプ２
１の点灯の強度をフィードバック制御する。また、上記
の急速加熱処理を行う際に、基板保持回転部４０によっ
て基板Ｗを支持した均熱リング４１を回転させることに
より、基板Ｗの温度分布をより均一にすることができ
る。

【００４９】図８に戻り、所定時間の基板Ｗの急速加熱
処理が終了すると、つぎに、下側ガス導入口３０ｄから
の置換ガスの導入および下側ガス排出路１０ｆからの処
理空間ＰＳ内のガスの排出をそれぞれ開始する。

【００５０】つぎに、昇降駆動部８０の駆動により基板
保持回転部４０を下降させることによって基板Ｗを載置
した均熱リング４１を下降させて、基板Ｗを搬出入高さ
ＴＨに位置させる（ステップＳ６）。これにより基板Ｗ
をランプ２１から遠ざけて速やかに冷却させることがで
きる。その後、エアシリンダ６２の駆動により支持ピン
６１を上昇させて基板Ｗを均熱リング４１から支持ピン
６１に載置して受け渡す。

【００５１】つぎに、シャッタ１７を開き、外部の基板
搬送機構により支持ピン６１上に載置された基板Ｗを基
板搬出入口１０ａから搬出する（ステップＳ７）。そし
て、シャッタ１７を閉じ、処理する基板Ｗが最後である
場合は、上側ガス導入口３０ｂ、下側ガス導入口３０ｄ
からの置換ガスの導入および上側ガス排出口３０ｃ、下
側ガス排出路１０ｆからのガスの排出をそれぞれ停止す
る。

【００５２】以上で１枚の基板Ｗの熱処理装置への搬
入、熱処理および搬出という一連の処理が終了する。そ
して、複数枚の基板Ｗの熱処理を行う場合には、各基板
Ｗに対してステップＳ１〜Ｓ７の処理を繰り返し行って
いく。

【００５３】以上のように、本実施形態においては、複
数のランプ２１から出射された光をそれぞれ四角柱形状
の導光ロッド２５によって基板Ｗまで導くことにより、
基板Ｗ上の照度分布を均一にし、ひいては基板Ｗの温度
分布の均一性を確保している。

【００５４】特に、導光ロッド２５を相互に近接させて
多数配置することにより、下端面２５ａの端部から出射
された光の集合も基板Ｗ上で均一となり、基板Ｗ上の照
度分布を均一にすることができる。

【００５５】また、四角柱形状の石英製の導光ロッド２
５を用いることにより、本実施形態のように例えば径が
２００ｍｍの基板Ｗであれば、５２本の導光ロッド２５
およびランプ２１で足り、比較的少ないランプ数でも均
一な照度分布を得ることができる。

【００５６】また、上述のように、ランプ２１のランプ
フィラメントの精度や取り付け精度が基板Ｗ上の照度分
布に及ぼす影響が少ないため、ランプ２１の取り付け作
業等が容易になる。

【００５７】また、昇降駆動部８０によって基板Ｗを支
持した均熱リング４１を導光ロッド２５の下端面２５ａ
に近接させることにより、基板Ｗ上の照度分布をより均
一にすることができるとともに、基板Ｗに到達するまで
の光減衰を低減して昇温速度を向上させることができ
る。

【００５８】＜３．変形例＞以上、本発明の実施の形態
について説明したが、この発明は上記の例に限定される
ものではない。例えば、上記実施形態においては、照射
部２０の下方に透過カバー３０を設けるようにしていた
が、これを設けない形態にしても良い。透過カバー３０
が無ければ、基板Ｗを支持した均熱リング４１を導光ロ
ッド２５の下端面２５ａにさらに近接させることができ
るため、基板Ｗ上の照度分布をより均一にすることがで
きる。

【００５９】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
によれば、複数の光源のそれぞれと処理室との間に配置
され、複数の光源のそれぞれから出射された光を支持手
段に支持された基板に導く複数の多角柱形状の導光ロッ
ドを備え、また光源から光を照射して基板を加熱する際
に、基板を支持する支持手段を導光ロッドの端面に対し
て近接させる駆動手段を備えているため、導光ロッドか
ら出射された光の拡がりを抑制しつつ基板に照射するこ
とができ、熱処理時に基板の温度分布の均一性をより確
実に確保することができる。

【００６０】また、請求項２の発明によれば、支持手段
に支持された基板と導光ロッドの端面との間に、導光ロ
ッドからの光を透過させる透過カバーを備えているの
で、処理ガスを用いた場合、導光ロッドのような金属部
材が処理ガスに直接さらされることが少なくなるので、
基板への金属汚染を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である急速加熱装置の縦断
面図である。

【図２】図１の急速加熱装置の左側部分の拡大図であ
る。

【図３】図１の急速加熱装置の右側部分の拡大図であ
る。

【図４】導光ロッドの配置を示す平面図である。

【図５】図１のＡ−Ａ断面から上方を見た状態を示す図
である。

【図６】図１のＢ−Ｂ断面から下方を見た状態を示す図
である。

【図７】昇降駆動部が上昇した状態を示す急速加熱装置
の縦断面図である。

【図８】図１の急速加熱装置における処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図９】図１の急速加熱装置における基板の光照射加熱
の様子を示す図である。

【図１０】図１の急速加熱装置を用いたときの基板上の
照度分布を示す図である。

【図１１】従来の光照射による基板の加熱を説明する図
である。

【図１２】従来の急速加熱装置を用いたときの基板上の
照度分布を示す図である。

【符号の説明】１急速加熱装置２０照射部２１ランプ２３ランプハウス２５導光ロッド４１均熱リング８０昇降駆動部ＰＳ処理空間Ｗ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理室内に収容した基板に光を照射して
熱処理を行う熱処理装置であって、前記処理室内にて基板を支持する支持手段と、前記処理室の上方に設けられ、前記処理室に向けて光を
出射する複数の光源と、前記複数の光源のそれぞれと前記処理室との間に配置さ
れ、前記複数の光源のそれぞれから出射された光を前記
支持手段に支持された基板に導く複数の多角柱形状の導
光ロッドと、前記光源から光を照射して基板を加熱する際に、基板を
支持している支持手段を前記導光ロッドの端面に対して
近づけた状態にさせる駆動手段と、を備えることを特徴
とする熱処理装置。
【請求項２】請求項１記載の熱処理装置において、前記支持手段に支持された基板と前記導光ロッドの端面
との間に、前記導光ロッドからの光を透過させる透過カ
バーをさらに備えることを特徴とする熱処理装置。