JP2003264157A

JP2003264157A - ウェハー加熱装置

Info

Publication number: JP2003264157A
Application number: JP2002064938A
Authority: JP
Inventors: Hidehisa Hongo; 英久本郷
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】ランプ加熱方式の枚葉装置が実用化されている
が、ウェハーの加熱においては、熱履歴の軽減のため、
急速な温度上昇、下降を必要とするが合わせて温度分布
が均一なことが要求される。このため、ヒータ用ランプ
の配置、反射鏡の形状や反射面の材質、ヒータの温度上
昇と下降スピードの細かい制御を行い、急速温度上昇、
温度下降を実現している。しかし、ウェハー口径の大型
化に伴い、より高精度のウェハー加熱の必要性がある。【解決手段】ウェハーと加熱源であるランプの間に、光
学系を配備し、ウェハーに照射される熱線を均一化し、
ウェハーの温度上昇、降下時の温度分布を極少にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置にお
いて、ウェハーを加熱する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ランプアニール装置のようなウェハー熱
処理装置において、重要な要素の１つは、ウェハー面内
の温度均一性である。均一性を保ち急激に昇温または降
温するためにランプの配列や反射板の形状を工夫し、ヒ
ータであるランプの昇温、降温スピードのゾーン制御を
行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ウェハーの大型化に伴
い、温度の均一性を保つには上記の方法では不充分な場
合が多い。本発明の目的は、大型のウェハーであっても
温度の均一性を保ち、急激に昇温または降温することが
できるウェハー熱処理装置を提供することに有る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の加熱装置は、ヒータユニットとウェハー
の間に光の均一化のための光学系を設置したものであ
る。

【０００５】即ち、本発明の加熱装置は、熱源と加熱物
との間に熱均一化の光学系を具備したものである。ま
た、本発明の加熱装置は、熱源をランプとしたものであ
る。また、本発明の加熱装置は、熱均一化の光学系の間
に冷却用の媒体を通し、熱均一化の光学系を冷却するも
のである。また、本発明の加熱装置は、熱均一化の光学
系を回転運動または上下運動の少なくとも１つの運動を
することによって、熱均一化の光学系を冷却するもので
ある。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１に示す。
図１は、本発明の一実施例のウェハー熱処理装置の構成
を示す断面図である。1 はウェハー、2 はヒータ用ラン
プ、3 は反射鏡、4 はウェハーに照射される光（熱線）
を均一化するための光学系である。また、図２は、図１
において、ヒータ用ランプ 2 、反射鏡 3 の部分を下か
ら見た図である。2a1 、2a2 、2b1 、2b2 、2c は、そ
れぞれランプであり、同心円状の形状を有す。

【０００７】ここで各要素の機能及び作用を説明する。
ウェハー 1 には、ヒータ用ランプ2 の光が照射される。
このヒータ用ランプ 2 の配置と各ランプ 2a1 、2a2 、
2b1、2b2 、2c の昇温と降温の制御や、反射鏡 3 の形
状により、ウェハー 1 の温度の均一性を保つ。

【０００８】また、ウェハー 1 を回転させ、照射され
る熱エネルギの分布を、面内で均一化することも可能で
ある。しかし基本的に、ヒータ用のランプ 2a1 、2a2
、2b1 、2b2 、2c の配置に、相似形の温度分布が生じ
やすく、それを打ち消す機能が必要となる。

【０００９】本発明では、更に、ウェハー 1 とヒータ
用ランプ 2 の間に光を精度よく均一化する光学系 4 を
配置する。光学系 4 は、ウェハー 1 の温度分布に対応
し、その分布を均一化する形状と材質を選定するが例と
しては次の図３に示すようなものがある。

【００１０】図３は、同心円状に凹凸を有した透明光学
系の平面図及び断面図で、中心から交互に凸レンズと凹
レンズの性能を有し、光の強弱を均一化するものであ
る。また、図４は、ヒータ用ランプ 2 を平行に並べた
例であり、図５は、図４のヒータ用ランプ 2 に対応
し、波板状の透明光学系 4'で、シリンドリカル凸レン
ズとシリンドリカル凹レンズを交互に配置するものであ
る。

【００１１】また、例えば、ウェハー 1 の温度分布に
対応し、部分的に凸レンズや凹レンズの効果を持たせる
ように、板厚に変化を持たせた透明板により照射光の均
一化を行ってよい。また、部分的に透過光量を制限する
ように蒸着等を施し、照射光の強い部分を反射や拡散に
より、全体を均一化する方式も可能である。

【００１２】図６の実施例は、光学系が第１の光学系 4
a と第２の光学系 4b の２層になっており、その間に冷
却用ガスを通す例である。この冷却の目的は、ヒータ用
ランプ 2 の熱により、光学系自体も高温に曝されるた
め、これによる変質、特性変化を防止するためである。
冷却用ガスは光学系に埋め込んでも良いし、ガスではな
く、液体であっても良い。また、光学系 4 、4' を上下
運動や回転運動させ、昇温と降温時の温度分布均一化の
精度を上げる方法であっても良い。

【００１３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ウェハ
ー照射する光を均一化し、ウェハーの温度上昇と温度下
降のウェハー面内分布を一様にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のウェハー熱処理装置の構
成を示す断面図。

【図２】本発明のヒータ用ランプ用の一実施例を下か
ら見た図。

【図３】本発明の一実施例の光学系を説明する図。

【図４】本発明のヒータ用ランプの配置の一実施例を
説明する図。

【図５】本発明の一実施例の光学系を説明する図。

【図６】本発明の一実施例のウェハー熱処理装置の構
成を示す図。

【符号の説明】

1：ウェハー、 2：ヒータ用ランプ、 3：反射鏡、
4，4'，4a，4b：光学系、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱源と加熱物との間に熱均一化の光学系
を具備したことを特徴とするウェハー加熱装置。
【請求項２】請求項１記載のウェハー加熱装置におい
て、前記熱源をランプとしたことを特徴とするウェハー
加熱装置。
【請求項３】請求項２記載のウェハー加熱装置におい
て、前記熱均一化の光学系の間に冷却用の媒体を通し、
前記熱均一化の光学系を冷却することを特徴とするウェ
ハー加熱装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
のウェハー加熱装置において、前記熱均一化の光学系を
回転運動または上下運動の少なくとも１つの運動をする
ことによって、前記熱均一化の光学系を冷却することを
特徴とするウェハー加熱装置。