JP2006059931A

JP2006059931A - 急速加熱処理装置

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Publication number: JP2006059931A
Application number: JP2004238751A
Authority: JP
Inventors: Wikuramanayaka Snil; ウィクラマナヤカスニル
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】この発明の目的は、半導体デバイスの製造における半導体産業で使用され、基板の上に堆積されている膜を加熱するために用いられる電力のIR放射への変換効率が改善されていて、より正確な温度制御性能と、広い基板にわたっての均一性が得られる急速加熱処理（RTP）装置を提供する。
【解決手段】ガス導入口とガス排出口とを有するチャンバと、チャンバ内に備えられている基板ホルダーと、チャンバに備えられている赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードとを備えてなるＲＴＰ装置であって、基板ホルダーの上に配置されている基板が赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードから発光された赤外線によって高温に加熱されるRTP装置。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体デバイスの製造における半導体産業で使用される急速加熱処理装置に関する。

急速加熱処理（以下「RTP」と表す）は、チャンバ内において、制御された混合ガスと圧力の下で、基板上に堆積されている膜が、例えば、１０秒以内の、短い時間の間に高温に加熱され、その後、数秒間、一般的には６０秒を超えない数秒間、当該高温が維持されるものである。このプロセスは、Si基板及び他の基板の上に半導体デバイスを製造する上で重要な工程になっている。基板上に堆積していて加熱された膜はその後冷却される。

RTPは、多くの異なる理由から実施されている。第一の理由は、例えば、酸素ガス雰囲気の下で、RTP酸化のような、化学反応プロセスを進めることである。第二の理由は、積み重ねられている異なる薄膜を一つの均一な構成物にするために温度による溶解プロセスにより積み重ねられている異なる薄膜を混合することである。第三の理由は、あらかじめ形成されている膜を加熱し、膜の中の原子を再配置して、安定的な状態を作り出すことである。第四の理由は、膜の中に吸着されている不要なガス状物質を除去することである。

現状では、RTP装置には種々の形態がある。これらの装置の中の一つが図９に示されている。図９は従来のRTP装置の断面図である。この装置は、ガス導入口５９とガス排出口５５を有し、RTPチャンバと呼ばれるチャンバからなっている。シャフト６０に支持されている基板ホルダー６１がチャンバ内に備えられている。チャンバ壁５８に基板搬入／搬出ポート５４が配備されている。電気接続部５７に接続され、加熱されたフィラメントからなる白熱の赤外線（以下「IR」と表す）ランプ５１がIR放射源になっている。IRランプ５１と基板ホルダー６１の上に置かれている基板５３との間には、通常、石英板５２が置かれる。IR放射は石英板５２を透過していく。更に、石英板５２は、IRランプアセンブリとRTPチャンバとの間の真空シールドの役割を果たすので、RTPチャンバの下側の部分は、低圧に排気される。図９図示のIRランプ５１の形は円形状であるので、チューブ状のIRランプあるいは他の異なる形状を使用することができる。電気接続部５７及びIRランプ５１は絶縁体５６によって囲まれている。

ほとんど全ての白熱のIRランプは電力を赤外線放射に変換する効率が低い。これは、電力の多くの部分がコイルを高温に加熱するために用いられるからである。電力を可視光に変換する効率は、lumens/watt（ルーメン／ワット）で測定され、その比較が図１０に表されている。明らかに示されているように、発光ダイオード（以下「LED」と表す）は、１０倍近い効率である。したがって、RTP装置において基板を加熱するためにIRランプを用いるのは低効率であり、より多くのエネルギーを使用し、結果としてランニングコストが高くなる。

図９図示の従来のRTP装置の各IRランプ５１の直径は非常に大きく、例えば、５０ｍｍである。更に、各IRランプ５１の間には通常１０ｍｍを越える間隔が開けられている。これらの大きなサイズのために、石英板５２を横切るIR放射の強度の均一性は極めて不均一なものになる。そこで、隣接しているIRランプ５１から発したIR放射が互いに影響しあい、基板５３の表面全体にわたる温度分布が完全に均一になるようにするために、IRランプ５１と基板５３との間に大きな距離を置く必要がある。このIRランプ５１と基板５３との間の大きな距離のために、IR放射の多くの部分が消耗し、電力使用効率が悪くなる。

更に、上述した大きなサイズ故に、基板表面に高度に均一な温度分布を得ることが難しかった。例えば、図９図示のような、従来のRTP装置の多くでは、設定されている温度の周囲に±５℃の不均一が生じる。もしも設定されている温度が高ければ、この不均一もまた高くなる。
特開２００１−１１８８０３

この発明は、上述した問題点の検討に寄与するものである。本発明の目的は、基板の上に堆積されている膜を加熱するために用いられる電力のIR放射への変換効率が改善されていて、より正確な温度制御性能と、広い基板にわたっての均一性が得られる急速加熱処理装置（RTP装置）を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、ガス導入口とガス排出口とを有するチャンバと、チャンバ内に備えられている基板ホルダーと、チャンバに備えられている赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードとを備えてなる急速加熱処理装置であって、基板ホルダーの上に配置されている基板が赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードから発光された赤外線によって高温に加熱される急速加熱処理装置を提案する。

このRTP装置は、半導体デバイスの製造における半導体産業で使用されるRTPに用いられる。通常、このRTP装置による急速加熱処理は、チャンバ内において、制御された混合ガス、例えば、酸素ガス雰囲気と、圧力の下で行われる。

前記の本発明のRTP装置において、ソリッドステート（solid state）のIR LEDあるいは、ソリッドステート（solid state）のIRレーザダイオード、すなわち、液状体、ガス状体を使用しないIR LEDあるいはIRレーザダイオードを、それぞれ、IR LEDあるいはIRレーザダイオードとして使用することができる。

前記の本発明において、赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードは、それらの発光表面によって形成される発光表面が基板表面に対して平行な平面になるように配置することができる。この形態によれば、各IRダイオードあるいはIRレーザダイオードからのIR放射は、基板表面に対してほぼ９０℃で到達する。

これに代えて、前記の本発明において、赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードは、それらの発光表面によって形成される発光表面が基板表面に向かうドーム形状の平面になるように配置することもできる。

また、前記の本発明において、赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードから発光された赤外線は、一端が各赤外線発光ダイオードあるいは各赤外線レーザダイオードに接続されていて、他端が基板の近くで終端している光学ファイバを介して伝えられ、当該光学ファイバの他端が発光表面を形成するように配置することもできる。この形態によれば、各IRダイオードあるいはIRレーザダイオードからのIR放射は、光学ファイバのような光学ケーブルによって、基板及び／又は基板表面の近くまで伝達される。

この形態において、前記光学ファイバの他端が形成する発光表面は基板表面に対して平行な平面になっているように前記光学ファイバの他端を配置することができる。これに代えて、前記光学ファイバの他端が形成する発光表面は基板表面に向かうドーム形状の面になっているように前記光学ファイバの他端を配置することもできる。

また、各IR LEDあるいはIRレーザダイオードからのIR放射が光学ファイバを介して基板及び／又は基板表面の近くまで伝達されるこれらの実施形態において、各IR LEDあるいはIRレーザダイオードは、チャンバの中あるいはチャンバの外側に配置することができる。

先述した本発明の各RTP装置において、急速加熱処理の間、前記基板ホルダーが回転するようにすることができる。

また、先述した本発明の各RTP装置において、基板ホルダーに固定されている３本あるいは、いくつかの針状ピンの上に基板が置かれるようにすることができる。

これに代えて、先述した本発明の各RTP装置において、チャンバの底板に固定されている３本あるいは、いくつかの針状ピンの上に基板がおかれるようにすることができる。

更に、前述した本発明の各RTP装置において、基板の上側及び／又は基板の下側に発光表面が置かれるようにすることができる。この形態によれば、基板は、その上側、下側、あるいは両側から加熱される。

上述した本発明のRTP装置によれば、RTP装置は、サイズが小さく、図９に図示し上述した従来のRTP装置に使用されている白熱のIRランプの放射パワーより放射パワーが高い、多数の赤外線発光ダイオード（IR LED）あるいはIRレーザダイオードの列から構成されている。そして、当該多数の赤外線発光ダイオード（IR LED）あるいはIRレーザダイオードの列は、基板表面のすぐ上及び／又は基板のすぐ下に配置されていて、基板の上に堆積されている膜を加熱するために用いられる電力のIR放射への変換効率が改善されていて、より正確な温度制御性能と、広い基板にわたっての均一性が得られる。IR LEDおよびIRレーザダイオードにおける基板の上に堆積されている膜を加熱する電力のIR放射への変換効率は非常に高く、本発明のRTP装置はより低いエネルギー消費になるからである。

本発明によれば、IR LEDまたはIRレーザダイオードに基づく急速加熱処理装置（RTP装置）が提案されている。そして、このRTP装置によれば、基板の上に堆積されている膜を加熱するために用いられる電力のIR放射への変換効率が改善されていて、より正確な温度制御性能と、広い基板にわたっての均一性が得られる。

本発明の好ましい実施形態を、添付図面を用いて、以下の実施例に詳述する。

図１〜図３を参照して本発明の実施例１を説明する。

図１は、本発明の形態のRTP装置を示す断面図である。

この装置は、ガス導入口３とガス排出口４を備えたチャンバ２５から構成されている。このチャンバ２５は、RTPチャンバと呼ばれる。基板保持部８を備え、シャフト２３によって支持されている基板ホルダー２が、チャンバ２５内に配備されている。基板搬入／搬出口１９がチャンバ壁１６に備えられている。

この形態においては、急速加熱処理される基板５は針状ピン９によって支持されている。針状ピン９は基板保持部８上に固定することができる。これに代えて、図示していないが、針状ピン９はチャンバ２５の底板上に固定することもできる。また、針状ピン９は、それら自身によって、基板ホルダー２又はチャンバ２５の底板から上下方向に移動するようにもできる。

このRTP装置は、複数のIR LED１ａ、１ｂの列を備えている。複数のIR LED１ａ、１ｂは緊密にまとめられ、こうしてIRダイオード１が構成されている。IR LEDは、複数のIRレーザダイオードからなるIRレーザダイオードに代えることができる。そこで、本明細書において、複数のIR LED１ａ、１ｂからなるIR LED及び、複数のIRレーザダイオード１ａ、１ｂからなるIRレーザダイオードは、単に、IRダイオード１と呼ぶ。

電気接続部２０に接続されているIRダイオード１の上に冷却板２２が置かれている。図１図示のように、IRダイオード１とチャンバ２５の内壁との間は絶縁体２１で満たされている。

複数のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂは、それらの発光表面によって発光表面が形成されるように配置されている。図１図示のように、複数のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂの発光表面によって形成される発光表面は、処理される基板５の表面に平行な同一面になる。

IRダイオード１の列は、円形状、矩形状、あるいは、処理される基板５の形状に応じた他の形状をとることができる。図２では、IRダイオード１の列は円形状になっている。

IRダイオード１の列の寸法は基板の寸法より大きい。例えば、もしも、RTP装置によって処理される基板が２００ｍｍのSi基板である場合、IRダイオード１の列の寸法は２５０ｍｍになる。一個のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂの寸法は重要な意味を持っているわけではないが、より小さい寸法であることが望ましい。こうすれば、より多くの数のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂを、図２図示の配列領域内に配置することができる。IRダイオード１ａ、１ｂの断面形状もまた重要な意味をもつものではない。

図３は、IR発光半導体６、IR放射１２を平行にするレンズ７、電気的接続部２０に接続されている電気接続部１３とからなるIR LEDダイオード１ａの斜視図である。

各IR LED１ａ、１ｂからのIR放射のエネルギーは重要ではなく、数mWから数Wまで変更することができる。通常、最も高い放射エネルギーを有するIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂが使用される。

現状では、５０Wを越える放射エネルギーのIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂが市販されており、この実施例では、これらのIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂが使用される。

IR LEDあるいはIRレーザダイオードは一般的に電力をIR放射に変換する高い効率を有している。ｐ型半導体とｎ型半導体の間の活性領域で電子−正孔対再結合の結果としてIR光が生成されるからである。これは白熱ランプに比較すれば、冷間プロセスである。例えば、所定の領域をIR LEDあるいはIRレーザダイオードで照らす時に要求されるパワーは、白熱ランプである場合に要求されるパワーの１０分の１の小ささである。

基板ホルダー２の基板保持部８は、通常、絶縁体、例えば、石英から形成されている。

図示されてはいないが、基板５は、基板５全体の背面が基板保持部８に接触するように、基板ホルダー２の上に置くことができる。

また、基板５を、図１図示のように、絶縁材製、例えば、石英製の３本或いはいくつかのピン９の上に置くことができる。この実施形態では、基板５が３本或いはいくつかのピン９の上に置かれているので、基板５から基板ホルダー２への熱の消失を少なくさせることができる。

一般的に、基板ホルダー２はチャンバ２５の底板に固定されている。そこで、基板５を置く、あるいは取り除くときには、基板支持ピン９が移動して、ロボットアームから基板５を受け取る、或いは、基板５を置くことになる。

しかし、図１に矢印１０で示すように、基板ホルダー２が上下動するようにハードウェアを構成することができる。

更に、RTPプロセスの間、基板ホルダー２は、好ましくは、図１に矢印１１で示すように回転する。基板ホルダー２が回転するメカニズムは図示されていない。上述したRTP装置によって行われる急速加熱処理の例は以下の通りである。

第一に、基板５が基板ホルダー２の上に置かれる。好ましくは、３本のピン９の上に置かれる。チャンバ２５内の圧力は、所望のガス或いは混合ガスを用いて所望の値に調整される。次に、基板５が上方に持ち上げられて、複数のIRダイオード１ａ、１ｂの発光表面から形成されている発光表面に接近する。こうして、基板５の表面と、IRダイオード１の発光表面との間隔は非常に短くなる。例えば、１ｍｍ〜３ｍｍになる。基板５は基板ホルダー２全体或いは基板支持ピン９のみを移動させることにより移動する。

IRダイオード１には、IRを放射して基板５を加熱するための電力が供給される。

加熱割合（以下、「ramp rate」と表す。）は、IRダイオードに供給される電流／電圧特性を制御することにより、あるいはパルスモードにおけるIRダイオードを制御することにより制御される。

連続的なIR放射により、最も高いramp rateが得られる。

適切なIR放射パルスの導入によりramp rateを低下させることができる。例えば、パルス−オフ時間を増加させることによりramp rateを減少させることができる。

また、設定温度をより正確に制御するために、IRダイオードはパルスモードで制御される。従来技術の項で述べたように、抵抗加熱コイルによる加熱メカニズムと比較した重要な特徴は、ダイオードがオフになったとき、IR放射がまったくないということである。そこで、設定温度値は正確に制御され、当該値の周囲の許容誤差が小さくなる。従来のRTP装置のように、抵抗コイルが使用された場合には、電流をカットオフした場合であっても、加熱されたコイルは緩慢にクールダウンし、IR放射は、急に停止しない。これは、設定温度値及びその許容誤差の制御に影響を与える。

基板５は、基板５の表面における温度の均一性を改善するために、RTPプロセスの間、矢印１１で示すように回転していることが好ましい。

上述したように、前記本発明のRTP装置によれば、IR放射される表面と、基板５の表面との間の間隔は、例えば、１ｍｍ〜３ｍｍのように、非常に小さい。そこで、IR放射は、漂遊するIR放射を少なくして、効果的に使用される。

操作の間、各IR LED又はIRレーザダイオードの電流／電圧特性は、独立して制御される。そこで、各IR LED又はIRレーザダイオードからのIR放射は独立して制御される。これは、基板温度の均一性制御を極めて正確に行うことを容易にしている。

しかし、各IR LED又はIRレーザダイオードを独立して制御するには、高価で複雑な電気回路が必要になる。そこで、いくつかの各IR LED又はIRレーザダイオードを近接させて組み合わせ、図４図示のような一つのセット１４にし、一つのセット１４の中の各IR LED又はIRレーザダイオードに対して同じ電流と電圧を供給するようにすることができる。こうすれば、IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂの各セット１４を制御しなければならなくなり、これは前述したものに比較してよりシンプルな電気回路ですむものになる。

しかし、温度の均一性と、電力供給回路の簡略化との間にはトレードオフの関係がある。

いくつかのIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂを一つの各セット１４に組み上げるにあたって、別々のIR LEDあるいはIRレーザダイオードを使用することもできるし、いくつかのIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂを必要な電気回路を備えている状態で、直接、半導体基板上に組み立てることもできる。

図５を参照して本発明の実施例２を説明する。

この形態では、基板５は基板５の両側に配置されているIRダイオード１の列を用いて、その両側から加熱される。

各IRダイオード１の列の形態は実施例１で説明したものと同様である。

この実施形態では、基板ホルダーが存在していない。基板５は石英フレーム１５に置かれている。石英フレーム１５は、基板搬送ロボットの一体化された部分とすることもできるし、チャンバ壁１６に適宜固定することもできる。

石英フレーム１５を固定する方法は、他のものに変更することが可能であり、ここでは詳述しない。

前述した変更を除き、他の全てのハードウェア及び操作プロセスは実施例１で説明したのと同じである。そこで、類似している部分には類似している参照符号を付けている。これらの部分は、第一実施例と第二実施例に共通しているので、重複を避けるため、ここでは記載しない。この形態では、基板５の両側から加熱するため、より早い加熱勾配とより高い温度を得ることができる。

図６を参照して実施例３を説明する。IRダイオード１を構成している複数のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂが、それらの発光表面によって発光表面を形成するように配置され、当該発光表面は基板５の表面に向かうドーム形状の平面を形成している。

ドーム形状であることによって、実施例１で説明したような平行形状に配置されている形態に比較して発光表面領域が多くなっている。

したがって、より多くのIR LED１ａ、１ｂあるいはＩＲレーザダイオード１ａ、１ｂを配置することができる。すなわち、より高いramp rateと、基板表面をより高い温度にする上で有利である。

前述した変更を除き、他の全てのハードウェア及び操作プロセスは実施例１で説明したのと同じである。そこで、類似している部分には類似している参照符号を付けている。これらの部分は、第一実施例と第三実施例に共通しているので、重複を避けるため、ここでは記載しない。

図７を参照して実施例４を説明する。IRダイオード１から発光されたIR放射が、光学ケーブル１７を介して伝達されている。

図７図示のように、IRダイオード１を構成している複数のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂが、それらの発光表面によって発光表面を形成するように配置され、当該発光表面は基板５の表面に向かうドーム形状の平面を形成している。

光学ケーブル１７の一方の端は各IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂに接続されている。光学ケーブル１７の他方の端は基板５の近傍、たとえば、基板５の表面のすぐ上で終端している。光学ケーブル１７の他方の端と、基板５の表面との間隔は、例えば、１ｍｍ〜３ｍｍのように、非常に短く設定されている。図７図示のように、光学ケーブル１７の他方の端は発光表面を形成するように配置されている。そして、当該発光表面は基板５の表面に対して平行な同一の平面になっている。

図示していないが、光学ケーブル１７の他端は発光表面を形成し、当該発光表面が、図６図示のように、基板５の表面に向かうドーム形状平面を形成するようにすることもできる。

また、図示していないが、IRダイオード１を構成している複数のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂが、それらの発光表面によって発光表面を形成するように配置され、当該発光表面は処理される基板５の表面に平行な同一の平面になるようにすることもできる。そして、光学ケーブル１７の一方の端が各IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂに接続され、他方の端が基板５の近傍、たとえば、基板５の表面のすぐ上で終端している。

光学ケーブル１７は、IR放射の消耗を少なくして伝達することのできるフレキシブルなケーブルである。

さらに、光学ケーブル１７のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂ近傍の横断面は、基板５の表面のすぐ上で終端する他端に比較して広くなっている。IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂ近傍の広い横断面は、IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂから発せられるより多くのIR放射を抽出する上で有利である。同じように、基板近傍の狭い横断面は、基板５の表面の少し上の表面領域でより多くの数の光学ケーブル１７を結合する上で有利である。

図７図示のRTP装置の形態は、各IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂから発せられたより多くのIR放射を基板５の表面近傍、例えば、基板５の表面のすぐ上で終端する光学ケーブル１７の他端に伝達しつつ、実施例１に比較してより多くの数のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂを使用することができる。そこで、実施例１と比較して、この形態は、より多くの加熱パワーを与え、これによってより高いramp rateと、基板表面のより高い温度を実現する。

図８を参照して実施例５を説明する。IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂが、チャンバ２５の外側の別の部屋の中に配置されている。そして、各IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂから発せられたIR放射は、光学ケーブル１７を介して伝えられる。

図面をわかりやすくするために、すべての光学ケーブル１７は図８に表されていない。IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂの位置あるいは角度は重要ではない。

実施例４と５との間の重要な相違は、実施例４においては、複数のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂから構成されているIRダイオード１がチャンバ２５の中に配置されていたが、実施例５においては、複数のIR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂから構成されているIRダイオード１がチャンバ２５の外側に配置されている点である。

光学ケーブル１７の一方の端は各IR LED１ａ、１ｂあるいはIRレーザダイオード１ａ、１ｂに接続されている。光学ケーブル１７の他方の端は基板５の表面のすぐ上で終端している。光学ケーブル１７の基板５の表面のすぐ上で終端している他方の端は基板５の表面に平行な平面を形成している。

かかる変更を除き、他の全てのハードウェア及び操作プロセスは実施例１、４で説明したのと同じである。そこで、類似している部分には類似している参照符号を付けている。これらの部分は、第一、第四実施例と、第五実施例に共通しているので、重複を避けるため、ここでは記載しない。

この形態によれば、大きくて能力の高いIR LEDあるいはIRレーザダイオードを使用することができる。したがって、加熱割合およびより高い到達可能な温度を上昇させることができる。

本発明は上述した好ましい実施例に限られるものではなく、添付の特許請求の範囲およびその均等物で定義される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。

図１は本発明の好ましい実施例の断面図である。図２はIR LEDあるいはIRレーザダイオードの列の例の底面図である。図３はIR LEDの例の斜視図である。図４はいくつかのIR LEDあるいはIRレーザダイオードが組み（セット）にされているIR LEDあるいはIRレーザダイオードの列の他の例の底面図である。図５は本発明の他の好ましい実施例の断面図である。図６は本発明の他の好ましい実施例の断面図である。図７は本発明の他の好ましい実施例の断面図である。図８は本発明の他の好ましい実施例の断面図である。図９は従来のRTP装置の断面図である。図１０は電力を可視光に変換する効率を表す図である。

符号の説明

１ IR LEDあるいはIRレーザダイオードの列
１ａ、１ｂ IR LEDあるいはIRレーザダイオード
２基板ホルダー
３ガス導入口
４ガス排出口
５基板
６ IR発光半導体
７レンズ
８基板保持部
９針状ピン
１２平行なIR放射
１３電気的接続部
１４ IRダイオードの一セット
１５石英フレーム
１６チャンバ壁
１７光学ケーブル
１９基板搬入／搬出口
２０電気的接続部
２１絶縁体
２３シャフト
２５チャンバ

Claims

ガス導入口とガス排出口とを有するチャンバと、
チャンバ内に備えられている基板ホルダーと、
チャンバに備えられている赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードとを備えてなる急速加熱処理装置であって、
基板ホルダーの上に配置されている基板が赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードから発光された赤外線によって高温に加熱される
急速加熱処理装置。
赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードは、それらの発光表面によって形成される発光表面が基板表面に対して平行な平面になるように配置されている請求項１記載の急速加熱処理装置。
赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードは、それらの発光表面によって形成される発光表面が基板表面に向かうドーム形状の面になるように配置されている請求項１記載の急速加熱処理装置。
赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードから発光された赤外線は、一端が各赤外線発光ダイオードあるいは各赤外線レーザダイオードに接続されていて、他端が基板の近くで終端している光学ファイバを介して伝えられ、当該光学ファイバの他端によって形成される発光表面が基板表面に対して平行な平面になるように当該光学ファイバの他端が配列されている請求項１記載の急速加熱処理装置。
赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードから発光された赤外線は、一端が各赤外線発光ダイオードあるいは各赤外線レーザダイオードに接続されていて、他端が基板の近くで終端している光学ファイバを介して伝えられ、当該光学ファイバの他端によって形成される当該発光表面が基板表面に向かうドーム形状の面になるように当該光学ファイバの他端が配列されている請求項１記載の急速加熱処理装置。
赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードがチャンバの中あるいは外側に配置されている請求項４又は５記載の急速加熱処理装置。
急速加熱処理の間に基板ホルダーが回転する請求項１乃至６のいずれかに記載の急速加熱処理装置。
基板ホルダーに固定されている３本あるいは多数の針状ピンの上に基板が置かれる請求項１乃至７のいずれかに記載の急速加熱処理装置。
チャンバの底板に固定されている３本あるいは多数の針状ピンの上に基板が置かれる請求項１乃至７のいずれかに記載の急速加熱処理装置。
基板の上側及び／又は基板の下側に発光表面が置かれる請求項２乃至６のいずれかに記載の急速加熱処理装置。