JP2002110579A - Light irradiation type heat treating apparatus for wafers - Google Patents

Light irradiation type heat treating apparatus for wafers

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JP2002110579A
JP2002110579A JP2000293713A JP2000293713A JP2002110579A JP 2002110579 A JP2002110579 A JP 2002110579A JP 2000293713 A JP2000293713 A JP 2000293713A JP 2000293713 A JP2000293713 A JP 2000293713A JP 2002110579 A JP2002110579 A JP 2002110579A
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heat treatment
light
treatment furnace
furnace
light irradiation
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Akio Hashizume
彰夫 橋詰
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus which possibly increases the number of treated substrates for which some treating uniformity is ensured, if a substance evaporated from a substrate during heat treating deposits the inner wall of a heat treating furnace to stain the inner wall, thereby reducing the cleaning work frequency of the furnace to improve the availability of the apparatus. SOLUTION: A light diffusion plate 32a is disposed between the upside of a substrate W held in a heat treating furnace 10 and a light irradiating light source 20 so that diffused lights irradiate the substrate surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばランプア
ニール装置のように、光照射により半導体ウエハ等の各
種基板を1枚ずつ熱処理する基板の光照射式熱処理装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light irradiation type heat treatment apparatus for heat treating various substrates such as semiconductor wafers one by one by light irradiation, such as a lamp annealing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の製造工程においては、近
年、バッチ式電気炉に代わり、ハロゲンランプ、アーク
ランプ等のランプからの光照射を利用して半導体ウエハ
を加熱し熱処理する枚葉式のランプアニール装置が、各
種工程で広く使用されている。このランプアニール装置
は、その構成の1例を図5に概略側断面図で示すよう
に、半導体ウエハWの搬入および搬出を行なうための開
口12を前部側に有する熱処理炉10を備えている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the manufacturing process of semiconductor devices, a single-wafer type lamp which heats and heat-treats a semiconductor wafer by using light irradiation from a lamp such as a halogen lamp or an arc lamp instead of a batch type electric furnace. Annealing devices are widely used in various processes. The lamp annealing apparatus includes a heat treatment furnace 10 having an opening 12 on the front side for carrying in and carrying out the semiconductor wafer W as shown in FIG. .

【0003】熱処理炉10の炉壁は、赤外線透過性を有
する材料、例えば石英ガラスによって形成されている。
熱処理炉10の開口12側には、熱処理炉10に連接す
る炉口ブロック14が配設されている。炉口ブロック1
4の前面開口は、ゲートバルブ16によって開閉自在に
閉塞される。ゲートバルブ16の内面側には、ウエハW
を水平姿勢に支持するサセプタ18が一体的に固着され
ており、ゲートバルブ16が水平方向へ往復自移動する
ことにより、サセプタ18に支持されたウエハWが熱処
理炉10内へ搬入されまた熱処理炉10内から搬出され
る。そして、ゲートバルブ16が熱処理炉10側へ移動
して炉口ブロック14に当接することにより、炉口ブロ
ック14の前面開口が閉塞されるとともに、サセプタ1
8に支持されたウエハWが熱処理炉10内の所定位置に
収容される。
[0003] The furnace wall of the heat treatment furnace 10 is formed of a material having infrared transmittance, for example, quartz glass.
On the opening 12 side of the heat treatment furnace 10, a furnace port block 14 connected to the heat treatment furnace 10 is provided. Furnace block 1
4 is closed by a gate valve 16 so that it can be opened and closed. On the inner surface side of the gate valve 16, a wafer W
Is horizontally fixed, and the gate valve 16 reciprocates in the horizontal direction, whereby the wafer W supported by the susceptor 18 is loaded into the heat treatment furnace 10 and the heat treatment furnace 10 is carried out. When the gate valve 16 moves toward the heat treatment furnace 10 and abuts on the furnace opening block 14, the front opening of the furnace opening block 14 is closed and the susceptor 1 is closed.
The wafer W supported by 8 is accommodated in a predetermined position in the heat treatment furnace 10.

【0004】熱処理炉10の上・下方向にはそれぞれ、
熱処理炉10の上壁面および下壁面に対向してハロゲン
ランプ、アークランプ等のランプ群からなる光照射用光
源20が配設されている。そして、各光源20の背後な
らびに熱処理炉10の両側部(紙面の手前側および向う
側)および後部には、熱処理炉10を取り囲むようにリ
フレクタ(反射板)22a、22bがそれぞれ配設され
ている。それぞれのリレフレクタ22a、22bの内面
側は、鏡面研磨等が施されて光を効率良く反射すること
ができるようにされている。なお、光照射用光源20
は、熱処理炉10の上方側だけに配設されるようにして
もよい。
In the upward and downward directions of the heat treatment furnace 10, respectively,
A light irradiation light source 20 composed of a lamp group such as a halogen lamp and an arc lamp is disposed facing the upper wall surface and the lower wall surface of the heat treatment furnace 10. Reflectors (reflecting plates) 22a and 22b are arranged behind each light source 20 and on both sides (front and opposite sides of the paper) and rear of the heat treatment furnace 10 so as to surround the heat treatment furnace 10. The inner surfaces of the respective reflectors 22a and 22b are subjected to mirror polishing or the like so that light can be reflected efficiently. The light irradiation light source 20
May be arranged only on the upper side of the heat treatment furnace 10.

【0005】熱処理炉10には、後部側にガス導入路2
4が形設されており、そのガス導入路24は、後部リフ
レクタ22bに形設されたガス導入孔26を経て窒素等
の処理ガス供給源に流路接続されている。一方、炉口ブ
ロック14には、ガス排気路28が形成されている。ま
た、熱処理炉10の内部の気密性を高く保つために、炉
口ブロック14および後部リフレクタ22bにO−リン
グ30がそれぞれ取り付けられている。
[0005] The heat treatment furnace 10 has a gas inlet 2
The gas introduction passage 24 is connected to a processing gas supply source such as nitrogen through a gas introduction hole 26 formed in the rear reflector 22b. On the other hand, a gas exhaust path 28 is formed in the furnace opening block 14. In order to keep the airtightness inside the heat treatment furnace 10 high, O-rings 30 are attached to the furnace opening block 14 and the rear reflector 22b, respectively.

【0006】上記したような構成のランプアニール装置
において、サセプタ18に支持されてウエハWが熱処理
炉10内へ挿入され、炉口ブロック14の開口面がゲー
トバルブ16によって閉塞されると、ガス導入路24を
通して熱処理炉10内へ窒素等の処理ガスが導入され、
熱処理炉10内がパージされてガス排気路28を通して
排気される。そして、図示しないウエハ温度検知装置お
よび温度コントローラにより、予めプログラムされた所
望の温度にウエハWが加熱されるように、上下の光照射
用光源20に電力が供給され、ウエハWが光照射によっ
て加熱される。熱処理が終了すると、ウエハWは、熱処
理炉10内において所望の温度まで冷却された後、熱処
理炉10内から搬出される。
In the lamp annealing apparatus having the above-described structure, when the wafer W supported by the susceptor 18 is inserted into the heat treatment furnace 10 and the opening surface of the furnace port block 14 is closed by the gate valve 16, gas is introduced. A processing gas such as nitrogen is introduced into the heat treatment furnace 10 through a passage 24,
The inside of the heat treatment furnace 10 is purged and exhausted through the gas exhaust passage 28. Then, power is supplied to the upper and lower light irradiation light sources 20 so that the wafer W is heated to a desired temperature programmed in advance by a wafer temperature detection device and a temperature controller (not shown), and the wafer W is heated by the light irradiation. Is done. When the heat treatment is completed, the wafer W is cooled to a desired temperature in the heat treatment furnace 10 and then unloaded from the heat treatment furnace 10.

【0007】ところで、上記したような枚様式のランプ
アニール装置を使用して、例えばBPSG膜(ボロン・
リン・ドープ・ガラス膜)のリフロー工程やアルミ配線
膜のシンター工程などを行なう場合には、加熱されてい
るウエハWの膜中の成分が蒸発し、その蒸発物質が熱処
理炉10の内壁面に付着する、といったことが起こる。
そして、ウエハの処理枚数が増えるのに伴って熱処理炉
10の壁面に曇りを生じ、光照射用光源20からの光線
の一部が熱処理炉10の壁面によって遮られ、ウエハW
への照射光量が減少する、といった不都合を生じること
になる。特に、ウエハWの加熱により熱処理炉10内の
ガスが自然対流してウエハWからの蒸発物質が上昇し、
熱処理炉10の内壁面の、ウエハWの直上に相当する部
分に蒸発物質が著しく付着する。この結果、熱処理炉1
0の内壁面にウエハ形状の曇りが出来たり、熱処理炉1
0内をガスが複雑に流動することに伴って熱処理炉10
内壁面の場所によって曇り方にむらを生じたりする。こ
のように、熱処理炉10の内壁面に曇りを生じると、ウ
エハW面上へ実際に照射される光量が部分的に減少し、
ウエハW面上の温度の均一性が損なわれて、熱処理品質
の低下を招くことになる。
[0007] By the way, for example, a BPSG film (boron / boron) is used by using the above-described single-plate type lamp annealing apparatus.
When a reflow process of a phosphorus-doped glass film) or a sintering process of an aluminum wiring film is performed, components in the film of the wafer W being heated evaporate, and the evaporated substance is deposited on the inner wall surface of the heat treatment furnace 10. And so on.
Then, as the number of processed wafers increases, the wall surface of the heat treatment furnace 10 becomes clouded, and a part of the light beam from the light source 20 for light irradiation is blocked by the wall surface of the heat treatment furnace 10.
Inconveniences such as a decrease in the amount of light applied to the light source are caused. In particular, the gas in the heat treatment furnace 10 naturally convects due to the heating of the wafer W, and the evaporant from the wafer W rises,
Evaporated substances are remarkably adhered to a portion of the inner wall surface of the heat treatment furnace 10 corresponding to a position directly above the wafer W. As a result, heat treatment furnace 1
0 fogging on the inner wall surface, heat treatment furnace 1
Heat treatment furnace 10 with the complicated flow of gas
Depending on the location of the inner wall surface, the cloudiness may become uneven. As described above, when fogging occurs on the inner wall surface of the heat treatment furnace 10, the amount of light actually irradiated onto the wafer W surface partially decreases,
The temperature uniformity on the surface of the wafer W is impaired, and the heat treatment quality is reduced.

【0008】以上のような不都合を回避するために、従
来は、ウエハの熱処理結果の評価により、処理の均一性
が許容できなくなる水準に至るウエハの処理枚数を予め
求めておき、ウエハの処理枚数がその所定枚数に達する
と、装置から熱処理炉10を取り外し、その熱処理炉1
0の内壁面を洗浄して曇りを除去した後、再び熱処理炉
10を装置に取り付け、熱処理操作を再開するようにし
ていた。
In order to avoid the above-mentioned inconveniences, conventionally, the number of processed wafers is determined in advance by evaluating the results of the heat treatment of the wafer to obtain a level at which the uniformity of the processing becomes unacceptable. When the number reaches the predetermined number, the heat treatment furnace 10 is removed from the apparatus, and the heat treatment furnace 1 is removed.
After the inner wall surface of No. 0 was washed to remove the fogging, the heat treatment furnace 10 was attached to the apparatus again, and the heat treatment operation was restarted.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように熱処理炉10を装置から取り外して洗浄する方法
では、上部のリフレクタ22aを開放し、熱処理炉10
を上方へ引き上げて取り外し、熱処理炉10の内壁面を
洗浄した後、熱処理炉10を再び装着して、上部のリフ
レクタ22aを閉じるなど、一連の作業に時間がかか
る。また、熱処理炉10の取付け後に、熱処理炉10内
の気密性を確認するための作業を行なう必要もある。こ
れらのために、熱処理装置の非稼働時間が長くなって、
装置の稼働効率が低下する、といった問題点がある。
However, according to the conventional method of removing the heat treatment furnace 10 from the apparatus and cleaning it, the upper reflector 22a is opened and the heat treatment furnace 10 is removed.
Is pulled up and removed, and after cleaning the inner wall surface of the heat treatment furnace 10, the heat treatment furnace 10 is mounted again, and a series of operations such as closing the upper reflector 22a takes time. Further, after the heat treatment furnace 10 is attached, it is necessary to perform an operation for confirming the airtightness in the heat treatment furnace 10. For these reasons, the non-operation time of the heat treatment apparatus becomes longer,
There is a problem that the operation efficiency of the device is reduced.

【0010】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、熱処理中に基板から蒸発した物質が
熱処理炉の内壁面に付着して内壁面に曇りを生じ、特
に、熱処理炉の内壁面の、基板の直上に相当する部分に
蒸発物質が著しく付着する結果、熱処理炉の内壁面に基
板形状の曇りが出来たり、熱処理炉内壁面の場所によっ
て曇り方にむらを生じたりしても、基板面上へ実際に照
射される光量の、位置による変化を抑えて、基板面上の
温度の均一性が保持されて処理の均一性が確保される基
板の処理枚数を可及的に多くし、熱処理炉の洗浄作業の
頻度を少なくして、装置の稼働効率を向上させることが
できる基板の光照射式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 circumstances, and a substance evaporated from a substrate during heat treatment adheres to an inner wall surface of a heat treatment furnace to cause fogging on the inner wall surface. As a result, the evaporation material adheres remarkably to the portion of the inner wall surface just above the substrate, resulting in fogging of the substrate shape on the inner wall surface of the heat treatment furnace and unevenness of the fog depending on the location of the inner wall surface of the heat treatment furnace. Even if the amount of light actually radiated onto the substrate surface is suppressed from changing by position, the uniformity of temperature on the substrate surface is maintained and the processing uniformity of the substrate is ensured. It is an object of the present invention to provide a light irradiation type heat treatment apparatus for a substrate capable of improving the operation efficiency of the apparatus by reducing the frequency of cleaning work of the heat treatment furnace.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
炉壁が光透過性材料で形成され内部に基板が搬入されて
水平姿勢で保持される熱処理炉と、この熱処理炉内に保
持された基板の少なくとも上面に対向して配設された光
照射加熱手段とを備えた基板の光照射式熱処理装置にお
いて、前記熱処理炉内に保持された基板の少なくとも上
面と前記光照射加熱手段との間に光拡散手段を配設した
ことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is
A heat treatment furnace in which a furnace wall is formed of a light transmissive material, a substrate is carried into the inside, and held in a horizontal position, and light irradiation heating disposed at least at an upper surface of the substrate held in the heat treatment furnace And a light diffusing means disposed between at least the upper surface of the substrate held in the heat treatment furnace and the light irradiation heating means.

【0012】請求項2に係る発明は、請求項1記載の光
照射式熱処理装置において、上記光拡散手段を、平面視
で基板と同等もしくはそれ以上の大きさとしたことを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the light irradiation type heat treatment apparatus of the first aspect, the light diffusing means has a size equal to or larger than a substrate in plan view.

【0013】請求項3に係る発明は、請求項1または請
求項2記載の光照射式熱処理装置において、熱処理炉の
外壁面と光照射加熱手段との間に、光拡散加工が施され
た石英板を介挿させて、それを上記光拡散手段としたこ
とを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the light irradiation type heat treatment apparatus according to the first or second aspect, wherein light diffusion processing is performed between an outer wall surface of the heat treatment furnace and the light irradiation heating means. A plate is interposed, and the plate is used as the light diffusing means.

【0014】請求項4に係る発明は、請求項1または請
求項2記載の光照射式熱処理装置において、熱処理炉
の、その内部に保持された基板の少なくとも上面に対向
する炉壁を、光拡散加工が施された石英板で形成するこ
とにより、上記光拡散手段を構成したことを特徴とす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the light irradiation type heat treatment apparatus according to the first or second aspect, the furnace wall of the heat treatment furnace facing at least the upper surface of the substrate held therein is light-diffused. The light diffusing means is characterized by being formed from a processed quartz plate.

【0015】請求項5に係る発明は、請求項1または請
求項2記載の光照射式熱処理装置において、熱処理炉の
内部に保持された基板の少なくとも上面と熱処理炉の内
壁面との間に、光拡散加工が施された石英板を介挿させ
て、それを上記光拡散手段としたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the light irradiation type heat treatment apparatus of the first or second aspect, at least an upper surface of the substrate held inside the heat treatment furnace and an inner wall surface of the heat treatment furnace are provided. It is characterized in that a quartz plate subjected to light diffusion processing is interposed, and this is used as the light diffusion means.

【0016】請求項1に係る発明の光照射式熱処理装置
においては、熱処理中に基板から蒸発した物質が熱処理
炉の内壁面に付着して内壁面に曇りを生じ、特に、熱処
理炉の内壁面の、基板の直上に相当する部分に蒸発物質
が著しく付着する結果、熱処理炉の内壁面に基板形状の
曇りが出来たり、熱処理炉内壁面の場所によって曇り方
にむらを生じたりしても、光照射加熱手段から放射され
た光は、光拡散手段によって多方向に拡散され、その散
光が基板面に照射されるので、光照射加熱手段からの光
がそのまま基板面に照射される場合に比べて、熱処理炉
の内壁面に付着した蒸発物質の曇りによる照射光量分布
の影響が半減する。このため、基板面上へ実際に照射さ
れる光量の、位置による変化が抑えられ、基板面上の温
度の均一性が保持されて処理の均一性が確保される基板
の処理枚数が多くなり、熱処理炉の洗浄作業の頻度が少
なくなる。
In the light irradiation type heat treatment apparatus according to the first aspect of the present invention, the substance evaporated from the substrate during the heat treatment adheres to the inner wall surface of the heat treatment furnace to cause fogging on the inner wall surface. However, as a result of the vaporized substance remarkably adhering to the portion corresponding directly above the substrate, the substrate shape becomes cloudy on the inner wall surface of the heat treatment furnace, or even if the clouding method becomes uneven depending on the location of the inner wall surface of the heat treatment furnace, The light emitted from the light irradiation heating means is diffused in multiple directions by the light diffusion means, and the scattered light is irradiated on the substrate surface, so that the light from the light irradiation heating means is directly irradiated on the substrate surface. Therefore, the influence of the irradiation light amount distribution due to the fogging of the evaporant attached to the inner wall surface of the heat treatment furnace is reduced by half. For this reason, the change in the amount of light actually irradiated on the substrate surface due to the position is suppressed, the uniformity of the temperature on the substrate surface is maintained, and the uniformity of the processing is ensured. The frequency of cleaning work of the heat treatment furnace is reduced.

【0017】請求項2に係る発明の光照射式熱処理装置
では、光照射加熱手段からの光がそのまま基板面に照射
されることはなく、基板面には、光拡散手段によって拡
散された散光が照射されることになる。したがって、請
求項1に係る発明の上記作用が最適に奏される。
In the light irradiation type heat treatment apparatus according to the second aspect of the present invention, the light from the light irradiation and heating means does not directly irradiate the substrate surface, and the scattered light diffused by the light diffusion means is applied to the substrate surface. Will be irradiated. Therefore, the above operation of the invention according to claim 1 is optimally performed.

【0018】請求項3に係る発明の光照射式熱処理装置
では、光照射加熱手段から放射された光は、熱処理炉の
外壁面と光照射加熱手段との間に介挿された石英板によ
って多方向に拡散され、その散光が基板面に照射され
る。
In the light irradiation type heat treatment apparatus according to the third aspect of the present invention, the light radiated from the light irradiation heating means is emitted by a quartz plate interposed between the outer wall surface of the heat treatment furnace and the light irradiation heating means. In the direction, and the scattered light is irradiated on the substrate surface.

【0019】請求項4に係る発明の光照射式熱処理装置
では、光照射加熱手段から放射された光は、熱処理炉の
炉壁を形成する石英板自体によって多方向に拡散され、
その散光が基板面に照射される。
In the light irradiation type heat treatment apparatus according to the present invention, the light emitted from the light irradiation heating means is diffused in multiple directions by the quartz plate itself forming the furnace wall of the heat treatment furnace.
The diffused light is applied to the substrate surface.

【0020】請求項5に係る発明の光照射式熱処理装置
では、光照射加熱手段から放射された光は、熱処理炉の
内部に保持された基板の上面と熱処理炉の内壁面との間
に介挿された石英板によって多方向に拡散され、その散
光が基板面に照射される。
In the light irradiation type heat treatment apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the light emitted from the light irradiation heating means is transmitted between the upper surface of the substrate held inside the heat treatment furnace and the inner wall surface of the heat treatment furnace. The light is diffused in multiple directions by the inserted quartz plate, and the scattered light is applied to the substrate surface.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は、この発明の実施形態の1例を示
し、光照射式熱処理装置であるランプアニール装置の概
略側断面図である。この図1において(後述する図3お
よび図4においても同じ)、図5で使用した符号と同一
符号を付した部分は、図5に基づいて説明した上記ラン
プアニール装置の各構成要素と同一機能を有する同一の
構成要素であり、ここではそれらについての説明を省略
する。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention and is a schematic side sectional view of a lamp annealing apparatus which is a light irradiation type heat treatment apparatus. In FIG. 1 (the same applies to FIGS. 3 and 4 to be described later), the portions denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 5 have the same functions as the respective constituent elements of the lamp annealing apparatus described based on FIG. , And the description thereof is omitted here.

【0023】図1に示したランプアニール装置には、熱
処理炉10の外壁面と光照射用光源20との間に、赤外
線透過性材料、例えば石英ガラスで形成され光拡散加工
が施された光拡散板(ディフューズ板)32a、32b
が、熱処理炉10の上・下にそれぞれ配設されている。
光拡散板32a、32bは、熱処理炉10および後部リ
フレクタ22bにそれぞれ固着された支持具34a、3
4bによって支持されており、熱処理炉10の洗浄の際
などには簡単に取り外すことができるようになってい
る。この光拡散板32a、32bは、例えば、石英板の
表面を磨って微細な凹凸をもつ粗面に加工したり、石英
板に多数の微細な気泡が含まれるように加工したりする
などして製作される。光拡散板32a、32bの大きさ
は、平面視でウエハWと同等もしくはそれ以上であるこ
とが好ましく、図2にウエハWとの関係を平面図で示す
ように、ウエハWの全面を完全に覆ってしまう程度の大
きさとすることがより好ましい。なお、光拡散板32
a、32bの平面形状は、図示例では矩形状であるが、
ウエハWと相似形の円形等であってもよい。また、熱処
理炉10の上方側だけに光拡散板32aを配設するよう
にしてもよい。
In the lamp annealing apparatus shown in FIG. 1, a light formed of an infrared transmitting material, for example, quartz glass and subjected to a light diffusion process is provided between the outer wall surface of the heat treatment furnace 10 and the light source 20 for light irradiation. Diffusing plates (diffuse plates) 32a, 32b
Are disposed above and below the heat treatment furnace 10, respectively.
The light diffusing plates 32a and 32b are provided with supports 34a and 3a fixed to the heat treatment furnace 10 and the rear reflector 22b, respectively.
4b, so that it can be easily removed when the heat treatment furnace 10 is washed. The light diffusing plates 32a and 32b are formed, for example, by polishing the surface of a quartz plate to form a rough surface having fine irregularities, or by processing the quartz plate so as to include many fine bubbles. Produced. The sizes of the light diffusion plates 32a and 32b are preferably equal to or larger than the wafer W in plan view, and as shown in a plan view in FIG. It is more preferable that the size is such that it covers. The light diffusion plate 32
The planar shapes of a and 32b are rectangular in the illustrated example.
A circular shape similar to the wafer W may be used. Further, the light diffusion plate 32a may be provided only on the upper side of the heat treatment furnace 10.

【0024】図1に示した構成を有するランプアニール
装置においても、従来の装置と同様に、熱処理中にウエ
ハWから蒸発した物質が熱処理炉10の内壁面に付着し
て内壁面に曇りを生じる。そして、ウエハW面へ実際に
照射される光量は、ウエハWの処理枚数の増加に従って
減少する。しかしながら、この装置では、光照射用光源
20から放射された光は、光拡散板32a、32bによ
って多方向に拡散され、その散光がウエハW面に照射さ
れることになる。このため、光照射用光源20からの光
がそのままウエハW面に照射される従来の装置に比べる
と、熱処理炉10の内壁面に付着した蒸発物質の曇りに
よる照射光量分布の影響が半減することになる。この結
果、ウエハW面上へ実際に照射される光量の、位置によ
る変化が抑えられ、処理の均一性が許容できなくなる水
準に至るまでのウエハWの処理枚数が多くなる。したが
って、熱処理炉10の洗浄作業を行う間隔を長くするこ
とが可能になる。
Also in the lamp annealing apparatus having the structure shown in FIG. 1, the substance evaporated from the wafer W during the heat treatment adheres to the inner wall surface of the heat treatment furnace 10 and fogs on the inner wall surface, similarly to the conventional apparatus. . Then, the amount of light actually irradiated on the surface of the wafer W decreases as the number of processed wafers W increases. However, in this apparatus, the light emitted from the light irradiation light source 20 is diffused in multiple directions by the light diffusion plates 32a and 32b, and the scattered light is applied to the surface of the wafer W. Therefore, as compared with the conventional apparatus in which the light from the light irradiation light source 20 is directly irradiated onto the surface of the wafer W, the influence of the irradiation light amount distribution due to the fogging of the vaporized substance attached to the inner wall surface of the heat treatment furnace 10 is reduced by half. become. As a result, a change in the amount of light actually irradiated onto the surface of the wafer W depending on the position is suppressed, and the number of processed wafers W reaches a level at which the uniformity of the processing becomes unacceptable. Therefore, it is possible to lengthen the interval at which the cleaning operation of the heat treatment furnace 10 is performed.

【0025】図3は、この発明の別の実施形態を示すラ
ンプアニール装置の概略側断面図である。この装置で
は、赤外線透過性を有する材料、例えば石英ガラスによ
って形成された熱処理炉36の炉壁のうち、熱処理炉3
6の内部に収容されたウエハWと光照射用光源20との
間に介在する上・下の炉壁38a、38b自体が、光拡
散加工の施された光拡散板により構成されている。な
お、上部の炉壁38aだけを、光拡散加工が施された光
拡散板により構成するようにしてもよい。この図3に示
した装置でも、図1に示した装置と全く同様の作用効果
が得られる。
FIG. 3 is a schematic side sectional view of a lamp annealing apparatus showing another embodiment of the present invention. In this apparatus, among the furnace walls of the heat treatment furnace 36 formed of a material having infrared transmittance, for example, quartz glass, the heat treatment furnace 3 is used.
The upper and lower furnace walls 38a and 38b interposed between the wafer W accommodated in the inside of the tube 6 and the light source 20 for light irradiation are formed of light diffusion plates subjected to light diffusion processing. In addition, only the upper furnace wall 38a may be configured by a light diffusion plate subjected to light diffusion processing. The device shown in FIG. 3 can provide exactly the same operation and effect as the device shown in FIG.

【0026】次に、図4に概略側断面図を示すランプア
ニール装置には、熱処理炉10の内部に収容されたウエ
ハWと熱処理炉10の内壁面との間、したがって熱処理
炉10の内部に、赤外線透過性材料、例えば石英ガラス
で形成され光拡散加工が施された光拡散板40a、40
bが、ウエハWの上方および下方にそれぞれ配設されて
いる。各光拡散板40a、40bは、熱処理炉10の内
壁面に取着された支持具42によってそれぞれ支持され
ており、熱処理炉10の洗浄の際などには、熱処理炉1
0の内部から簡単に取り出すことができるようになって
いる。光拡散板40a、40bの大きさは、平面視でウ
エハWと同等もしくはそれ以上であることが好ましく、
図1および図2に示した装置における場合と同様に、ウ
エハWの全面を完全に覆ってしまう程度の大きさとする
ことがより好ましい。光拡散板40a、40bの平面形
状は、矩形状であってもよいし、ウエハWと相似形の円
形等であってもよい。また、ウエハWの上方側だけに光
拡散板40aを配設するようにしてもよい。
Next, the lamp annealing apparatus whose schematic side sectional view is shown in FIG. 4 is provided between the wafer W accommodated in the heat treatment furnace 10 and the inner wall surface of the heat treatment furnace 10, that is, inside the heat treatment furnace 10. Light diffusion plates 40a and 40 formed of an infrared transmitting material such as quartz glass and subjected to light diffusion processing.
b are disposed above and below the wafer W, respectively. Each of the light diffusion plates 40a and 40b is supported by a supporting member 42 attached to the inner wall surface of the heat treatment furnace 10, and when the heat treatment furnace 10 is cleaned, the heat treatment furnace 1
0 can be easily taken out. The size of the light diffusion plates 40a and 40b is preferably equal to or larger than the wafer W in plan view,
As in the case of the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, it is more preferable that the size be such that the entire surface of the wafer W is completely covered. The planar shape of the light diffusion plates 40a and 40b may be rectangular, or may be a circle similar to the wafer W. Further, the light diffusion plate 40a may be provided only above the wafer W.

【0027】図4に示した装置によっても、図1に示し
た装置と同様の作用効果が得られる。ただし、図4に示
した装置では、ウエハWの熱処理中にウエハWの上面
(回路形成面)から蒸発した物質の相当量は、上側の光
拡散板40aの下面に付着し、熱処理炉10の内壁面に
付着する量は少なくなる。したがって、熱処理炉10の
洗浄の際には、同時に、光拡散板40a(、40b)を
熱処理炉10の内部から取り出して洗浄しあるいは交換
することが必要になる。
The same operation and effect as those of the apparatus shown in FIG. 1 can be obtained by the apparatus shown in FIG. However, in the apparatus shown in FIG. 4, a considerable amount of the substance evaporated from the upper surface (circuit formation surface) of the wafer W during the heat treatment of the wafer W adheres to the lower surface of the upper light diffusion plate 40a, and the heat treatment furnace 10 The amount adhering to the inner wall surface is reduced. Therefore, when cleaning the heat treatment furnace 10, it is necessary to take out the light diffusion plate 40a (40b) from the inside of the heat treatment furnace 10 for cleaning or replacement at the same time.

【0028】[0028]

【発明の効果】請求項1に係る発明の光照射式熱処理装
置を使用すると、光照射加熱手段からの光がそのまま基
板面に照射される従来の装置に比べて、基板面上の温度
の均一性が保持されて処理の均一性が確保される基板の
処理枚数が多くなり、熱処理炉の洗浄作業の頻度が少な
くなるので、装置の稼働効率を向上させることができ
る。
When the light irradiation type heat treatment apparatus according to the first aspect of the present invention is used, the temperature on the substrate surface can be made uniform as compared with a conventional apparatus in which light from the light irradiation heating means is directly irradiated on the substrate surface. Therefore, the number of substrates to be processed and the uniformity of the processing is ensured and the frequency of the cleaning operation of the heat treatment furnace is reduced, so that the operation efficiency of the apparatus can be improved.

【0029】請求項2に係る発明の光照射式熱処理装置
では、基板面には拡散光だけが照射され光照射加熱手段
からの光がそのまま基板面に照射されることはないの
で、請求項1に係る発明の上記効果が最大に得られる。
In the light irradiation type heat treatment apparatus according to the second aspect of the present invention, only the diffused light is irradiated on the substrate surface, and the light from the light irradiation heating means is not directly irradiated on the substrate surface. The above-mentioned effect of the invention according to the first aspect is maximized.

【0030】請求項3ないし請求項5に係る各発明の光
照射式熱処理装置によると、請求項1に係る発明の効果
が確実に得られる。
According to the light irradiation type heat treatment apparatus of each of the inventions according to claims 3 to 5, the effect of the invention according to claim 1 can be reliably obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施形態の1例を示し、光照射式熱
処理装置であるランプアニール装置の概略側断面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic sectional side view of a lamp annealing apparatus as a light irradiation type heat treatment apparatus, showing an example of an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したランプアニール装置の構成要素の
1つである光拡散板とウエハとの形状および大きさの関
係を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the relationship between the shape and size of a light diffusion plate and a wafer, which are one of the components of the lamp annealing apparatus shown in FIG.

【図3】この発明の別の実施形態を示すランプアニール
装置の概略側断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional side view of a lamp annealing apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図4】この発明のさらに別の実施形態を示すランプア
ニール装置の概略側断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional side view of a lamp annealing apparatus showing still another embodiment of the present invention.

【図5】従来のランプアニール装置の構成の1例を示す
概略側断面図である。
FIG. 5 is a schematic side sectional view showing an example of a configuration of a conventional lamp annealing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、36 熱処理炉 12 熱処理炉の開口 14 炉口ブロック 16 ゲートバルブ 18 サセプタ 20 光照射用光源 22a、22b リフレクタ(反射板) 24 ガス導入路 26 ガス導入孔 28 ガス排気路 30 O−リング 32a、32b、40a、40b 光拡散板 34a、34b、42 支持具 38a、38b 熱処理炉の上・下の炉壁 W 半導体ウエハ 10, 36 heat treatment furnace 12 heat treatment furnace opening 14 furnace port block 16 gate valve 18 susceptor 20 light irradiation light source 22a, 22b reflector (reflector) 24 gas introduction path 26 gas introduction hole 28 gas exhaust path 30 O-ring 32a, 32b, 40a, 40b Light diffusion plates 34a, 34b, 42 Supports 38a, 38b Upper and lower furnace walls of heat treatment furnace W Semiconductor wafer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炉壁が光透過性材料で形成され内部に基
板が搬入されて水平姿勢で保持される熱処理炉と、 この熱処理炉内に保持された基板の少なくとも上面に対
向して配設された光照射加熱手段と、を備えた基板の光
照射式熱処理装置において、 前記熱処理炉内に保持された基板の少なくとも上面と前
記光照射加熱手段との間に光拡散手段を配設したことを
特徴とする基板の光照射式熱処理装置。
1. A heat treatment furnace in which a furnace wall is formed of a light transmissive material and a substrate is carried into the furnace and held in a horizontal posture, and is disposed facing at least an upper surface of the substrate held in the heat treatment furnace. A light irradiation type heat treatment apparatus for a substrate, comprising: a light diffusion heating means provided with a light diffusion heating means between at least an upper surface of the substrate held in the heat treatment furnace and the light irradiation heating means. A light irradiation type heat treatment apparatus for substrates.
【請求項2】 前記光拡散手段が、平面視で基板と同等
もしくはそれ以上の大きさを有する請求項1記載の基板
の光照射式熱処理装置。
2. The heat treatment apparatus for light irradiation of a substrate according to claim 1, wherein said light diffusion means has a size equal to or larger than the substrate in plan view.
【請求項3】 前記光拡散手段が、前記熱処理炉の外壁
面と前記光照射加熱手段との間に介挿され光拡散加工が
施された石英板である請求項1または請求項2記載の基
板の光照射式熱処理装置。
3. The light diffusion means is a quartz plate which is interposed between an outer wall surface of the heat treatment furnace and the light irradiation heating means and has been subjected to light diffusion processing. Light irradiation type heat treatment equipment for substrates.
【請求項4】 前記熱処理炉の炉壁が石英板で形成さ
れ、前記光拡散手段が、前記熱処理炉の、その内部に保
持された基板の少なくとも上面に対向する炉壁を形成す
る光拡散加工が施された石英板である請求項1または請
求項2記載の基板の光照射式熱処理装置。
4. A light diffusion process in which a furnace wall of the heat treatment furnace is formed of a quartz plate, and wherein the light diffusion means forms a furnace wall of the heat treatment furnace facing at least an upper surface of a substrate held therein. The light irradiation type heat treatment apparatus for a substrate according to claim 1 or 2, wherein the substrate is a quartz plate to which a heat treatment is applied.
【請求項5】 前記光拡散手段が、前記熱処理炉の内部
に保持された基板の少なくとも上面と熱処理炉の内壁面
との間に介挿され光拡散加工が施された石英板である請
求項1または請求項2記載の基板の光照射式熱処理装
置。
5. The light diffusion means is a quartz plate interposed between at least an upper surface of a substrate held in the heat treatment furnace and an inner wall surface of the heat treatment furnace and subjected to light diffusion processing. The light irradiation type heat treatment apparatus for a substrate according to claim 1.
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US8355624B2 (en) 2006-08-10 2013-01-15 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Susceptor for heat treatment and heat treatment apparatus

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