JP2010225646A - Susceptor for heat treatment and heat treatment apparatus - Google Patents

Susceptor for heat treatment and heat treatment apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a susceptor for heat treatment, which prevents cracks of a substrate in irradiating flash light, suppresses lateral slipping of the substrate, and is manufactured relatively easily. <P>SOLUTION: The susceptor 72 mounted on a hot plate 71 includes a concave part 79 of a concave surface shape. A semiconductor wafer W is held inside the concave part 79. Six guide pins 75 are vertically arranged on the concave part 79. The six guide pins 75 are arranged so as to surround a periphery of the semiconductor wafer W. An upper surface of each guide pin 75 is a tapered surface with a gradient α 5-30°. The guide pins 75 having such the tapered surface can prevent cracks and can suppress lateral slipping even when the semiconductor wafer W is thermally expanded rapidly in irradiating flash light. In addition, bar-like guide pins 75 are vertically arranged on the concave part 79 of constant curvature, and thus the susceptor 72 can be manufactured relatively easily. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、フラッシュランプから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(フラッシュ光)を照射することによって該基板を熱処理するときにその処理対象となる基板を保持する熱処理用サセプタおよびその熱処理用サセプタを備えた熱処理装置に関する。   The present invention is an object to be processed when a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device or the like (hereinafter simply referred to as “substrate”) is irradiated with flash light (flash light) from a flash lamp. The present invention relates to a heat treatment susceptor that holds a substrate and a heat treatment apparatus including the heat treatment susceptor.

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 has been 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閃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。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閃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閃光照射であれば、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、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, only 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 “xenon flash lamp”). There has been proposed a technique for raising the temperature of the material in an extremely 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. It has also been found that if the flash irradiation is performed 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 by a flash lamp for a very short time, only ion activation can be performed without deeply diffusing ions.

フラッシュランプを使用した熱処理装置においては、極めて高いエネルギーを有するフラッシュ光を瞬間的に半導体ウェハーに照射するため、一瞬で半導体ウェハーの表面温度が急速に上昇し、ウェハー表面に急激な熱膨張が生じて半導体ウェハーが高い確率で割れていた。このようなフラッシュランプを使用した熱処理特有の割れを解決するために、例えば特許文献1には半導体ウェハーを保持するサセプタのウェハポケットの周縁部にテーパ面を形成する技術が開示されている。   In a heat treatment apparatus using a flash lamp, the semiconductor wafer is irradiated with flash light with extremely high energy instantaneously, so the surface temperature of the semiconductor wafer rises rapidly and abrupt thermal expansion occurs on the wafer surface. The semiconductor wafer was broken with high probability. In order to solve the cracks peculiar to the heat treatment using such a flash lamp, for example, Patent Document 1 discloses a technique for forming a tapered surface at the peripheral portion of a wafer pocket of a susceptor holding a semiconductor wafer.

特許文献1に開示されるようなサセプタを用いることによって、フラッシュランプを使用した場合における半導体ウェハーの割れをある程度は防止できるようになったものの、半導体ウェハーの種類や熱処理条件(予備加熱温度、照射エネルギー)によっては依然として相当な頻度で割れが生じていた。このため、特許文献2には、サセプタの上面に凹面を形成し、その凹面の内側にて半導体ウェハーを保持する技術が提案されている。   Although the use of a susceptor as disclosed in Patent Document 1 can prevent the semiconductor wafer from cracking to some extent when a flash lamp is used, the type of semiconductor wafer and heat treatment conditions (preheating temperature, irradiation) Depending on the energy, cracks still occurred with considerable frequency. For this reason, Patent Document 2 proposes a technique in which a concave surface is formed on the upper surface of the susceptor and the semiconductor wafer is held inside the concave surface.

特開2004−179510号公報JP 2004-179510 A 特開2007−5532号公報JP 2007-5532 A

特許文献2に開示される凹面形状のサセプタは半導体ウェハーの割れ防止には非常に有効である。一方、特許文献1に開示される周縁部のテーパ面は、半導体ウェハーの割れを防止するだけでなく、半導体ウェハーの横滑りを防止するのにも有効である。すなわち、サセプタ上に半導体ウェハーを載置した瞬間、或いはフラッシュランプが発光した直後に半導体ウェハーとサセプタとの間に薄い気体層が挟み込まれて半導体ウェハーが横滑りする現象が判明している。特許文献1に開示されるテーパ面はこのような半導体ウェハーの横滑りを止めるのに有効である。   The concave susceptor disclosed in Patent Document 2 is very effective in preventing cracking of a semiconductor wafer. On the other hand, the peripherally tapered surface disclosed in Patent Document 1 is effective not only for preventing the semiconductor wafer from cracking but also for preventing the semiconductor wafer from sliding. That is, it has been found that the semiconductor wafer slides because a thin gas layer is sandwiched between the semiconductor wafer and the susceptor immediately after the semiconductor wafer is placed on the susceptor or immediately after the flash lamp emits light. The tapered surface disclosed in Patent Document 1 is effective in stopping such a side slip of the semiconductor wafer.

従って、特許文献1に開示される凹面形状のサセプタの周縁部に特許文献1に開示されるテーパ面を形成すれば、フラッシュ光照射時の半導体ウェハーの割れを防止しつつ横滑りをも抑制することができるものと考えられる。しかしながら、フラッシュランプを使用する熱処理装置のサセプタは通常石英にて形成されており、石英をそのような形状に加工することは極めて困難であり、加工に要する費用も膨大なものとなっていた。   Therefore, if the tapered surface disclosed in Patent Document 1 is formed in the peripheral portion of the concave-shaped susceptor disclosed in Patent Document 1, it prevents side skidding while preventing cracking of the semiconductor wafer during flash light irradiation. Can be considered. However, a susceptor of a heat treatment apparatus using a flash lamp is usually made of quartz, and it is extremely difficult to process the quartz into such a shape, and the cost required for the processing is enormous.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フラッシュランプからの閃光照射時の基板の割れを防止することができるとともに、基板の横滑りをも抑制し、しかも比較的容易に製作できる熱処理用サセプタおよびその熱処理用サセプタを備えた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-mentioned problems, and can prevent cracking of the substrate at the time of flash irradiation from a flash lamp, suppress the side slip of the substrate, and can be manufactured relatively easily. An object of the present invention is to provide a susceptor for heat treatment and a heat treatment apparatus provided with the susceptor for heat treatment.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、フラッシュランプから基板に閃光を照射することによって該基板の熱処理を行うときに該基板を保持する熱処理用サセプタにおいて、平面視で前記基板の平面サイズよりも大きな凹面形状の凹部と、前記凹部に立設され、前記凹部に載置された基板の周囲を取り囲むように配置された複数のピンと、を備え、前記複数のピンの上面は水平面に対する勾配が5°以上30°以下のテーパ面とされていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is directed to a heat treatment susceptor that holds a substrate when the substrate is heat-treated by irradiating flash light from a flash lamp onto the substrate. A concave portion having a concave shape larger than the size, and a plurality of pins standing in the concave portion and arranged so as to surround the periphery of the substrate placed in the concave portion, and the upper surfaces of the plurality of pins are in relation to a horizontal plane The taper surface has a slope of 5 ° or more and 30 ° or less.

また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る熱処理用サセプタにおいて、前記凹部は、一定の曲率の凹面形状を有していることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the susceptor for heat treatment according to the first aspect of the present invention, the concave portion has a concave shape with a constant curvature.

また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明に係る熱処理用サセプタにおいて、前記複数のピンのそれぞれは、前記上面の端縁部のうち最も高さの低い最低端部が前記凹部に載置される基板の中心部に対向するように立設され、前記最低端部における前記凹部の高さ位置と前記上面の高さ位置とは等しいことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the susceptor for heat treatment according to the first or second aspect of the present invention, each of the plurality of pins has a lowest end portion having a lowest height among edge portions of the upper surface. It is erected so as to face the center of the substrate placed in the recess, and the height position of the recess at the lowest end is equal to the height position of the upper surface.

また、請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれかの発明に係る熱処理用サセプタにおいて、前記複数のピンの側面がテーパ面とされていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the heat treatment susceptor according to any one of the first to third aspects of the present invention, the side surfaces of the plurality of pins are tapered surfaces.

また、請求項5の発明は、請求項1から請求項3のいずれかの発明に係る熱処理用サセプタにおいて、前記複数のピンの回転を防止する回転防止部材をさらに備えることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the heat treatment susceptor according to any one of the first to third aspects of the present invention, the heat treatment susceptor further includes a rotation preventing member that prevents rotation of the plurality of pins.

また、請求項6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、基板に閃光を照射するフラッシュランプと、前記フラッシュランプの下方に設けられ、前記フラッシュランプから出射された閃光を透過するチャンバー窓を上部に備えるチャンバーと、前記チャンバー内にて基板を水平姿勢にて保持する保持手段と、を備え、前記保持手段は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の熱処理用サセプタを有することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in a heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light, the flash lamp for irradiating the substrate with flash light, the flash lamp provided below the flash lamp, And a holding means for holding the substrate in a horizontal posture in the chamber, the holding means comprising: a chamber window that transmits a flash light emitted from the chamber; It has the susceptor for heat treatment described in any one of the above.

請求項1から請求項5の発明によれば、凹面形状の凹部に基板の周囲を取り囲むように複数のピンを立設し、ピンの上面を水平面に対する勾配が5°以上30°以下のテーパ面としているため、フラッシュランプから基板に閃光を照射したときに基板が急激に熱膨張したとしても、基板の割れを防止することができるとともに、基板の横滑りを抑制することができる。また、凹面形状の凹部に複数のピンを立設しているため、比較的容易に熱処理用サセプタを製作することができる。   According to the first to fifth aspects of the present invention, a plurality of pins are erected in a concave concave portion so as to surround the periphery of the substrate, and the upper surface of the pins has a tapered surface with a gradient of 5 ° or more and 30 ° or less with respect to the horizontal plane. Therefore, even if the substrate suddenly undergoes thermal expansion when the flash lamp is irradiated with flash light from the flash lamp, it is possible to prevent the substrate from cracking and to suppress the side slip of the substrate. In addition, since a plurality of pins are erected in the concave concave portion, the heat treatment susceptor can be manufactured relatively easily.

特に、請求項2の発明によれば、一定の曲率の凹面形状としているため、凹部を容易に加工することができる。   In particular, according to the invention of claim 2, since the concave shape has a constant curvature, the concave portion can be easily processed.

特に、請求項3の発明によれば、複数のピンのそれぞれが、上面の端縁部のうち最も高さの低い最低端部が基板の中心部に対向するように立設され、その最低端部における凹部の高さ位置と上面の高さ位置とが等しいため、最低端部において凹部とピンの上面とが連続することとなり、基板の割れおよび横滑り現象を確実に防止することができる。   In particular, according to the invention of claim 3, each of the plurality of pins is erected so that the lowest end of the lowest edge among the edge portions of the upper surface faces the center of the substrate, and the lowest end thereof. Since the height position of the recess in the portion is equal to the height position of the upper surface, the recess and the upper surface of the pin are continuous at the lowest end portion, so that it is possible to reliably prevent the substrate from cracking and skidding.

特に、請求項4の発明によれば、複数のピンの側面がテーパ面とされているため、ピンの回転ズレを防止することができる。   In particular, according to the invention of claim 4, since the side surfaces of the plurality of pins are tapered surfaces, it is possible to prevent the rotational displacement of the pins.

特に、請求項5の発明によれば、複数のピンの回転を防止する回転防止部材をさらに備えるため、ピンの回転ズレを防止することができる。   In particular, according to the fifth aspect of the present invention, since the anti-rotation member for preventing the rotation of the plurality of pins is further provided, it is possible to prevent the pin from being displaced.

また、請求項6の発明によれば、熱処理装置の保持手段が請求項1から請求項5のいずれかの発明に係る熱処理用サセプタを有しているため、該熱処理装置にて閃光照射により熱処理を行うときに基板の割れを防止することができるとともに、基板の横滑りをも抑制することができる。   According to the invention of claim 6, since the holding means of the heat treatment apparatus has the heat treatment susceptor according to any one of claims 1 to 5, the heat treatment is performed by flash irradiation in the heat treatment apparatus. The substrate can be prevented from cracking and the side slip of the substrate can be suppressed.

本発明に係る熱処理装置の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional 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. サセプタの平面図である。It is a top view of a susceptor. ガイドピンの斜視図である。It is a perspective view of a guide pin. ガイドピンの平面図および側面図である。It is the top view and side view of a guide pin. 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縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the heat processing apparatus of FIG. 半導体ウェハーの一部がガイドピンと接触している状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which a part of semiconductor wafer is contacting the guide pin. ガイドピン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 guide pin. ガイドピンの他の例を示す平面図および側面図である。It is the top view and side view which show the other example of a guide pin.

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.

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の構成を示す縦断面図である。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。   First, the overall configuration of the heat treatment apparatus according to the present invention will be outlined. FIG. 1 is a longitudinal 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 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 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、その一端は弁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、弁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. A portion of the chamber side 63 opposite to the transfer opening 66 is provided with a processing gas (for example, an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas, helium (He) gas, argon (Ar) gas) in the heat treatment space 65, 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 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 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を水平姿勢にて保持しつつ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 7 that holds the semiconductor wafer W in a horizontal position in the chamber 6 and performs preheating of the semiconductor wafer W held before light irradiation, and a holding unit. And a holding unit elevating mechanism 4 that elevates 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8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 portion 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。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the holding unit 7. 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.

図4は、サセプタ72の平面図である。サセプタ72は、石英により形成された円盤状部材であり、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。サセプタ72の上面には平面視で半導体ウェハーWの直径よりも大きな外径を有する凹面形状の凹部79が形設されている。すなわち、サセプタ72を上方から見ると凹部79の凹面形状は半導体ウェハーWの平面サイズよりも大きい。凹部79を規定する凹面形状は一定の曲率半径を有している。   FIG. 4 is a plan view of the susceptor 72. The susceptor 72 is a disk-shaped member made of quartz, and is placed on the hot plate 71 with its lower surface being in surface contact with the upper surface of the hot plate 71. On the upper surface of the susceptor 72, a concave portion 79 having a concave shape having an outer diameter larger than the diameter of the semiconductor wafer W in plan view is formed. That is, when the susceptor 72 is viewed from above, the concave shape of the concave portion 79 is larger than the planar size of the semiconductor wafer W. The concave shape defining the concave portion 79 has a certain radius of curvature.

また、サセプタ72の凹部79には複数本(本実施の形態では6本)のガイドピン75が立設されている。具体的には、ガイドピン75はサセプタ72の上面に穿設された取り付け孔に嵌着されて立設されている。6本のガイドピン75は共通の円周上に配置されており、その円の径は半導体ウェハーWの径よりも大きい。すなわち、6本のガイドピン75は、サセプタ72の凹部79に載置された半導体ウェハーWの周囲を取り囲むように配置されている。   A plurality (six in this embodiment) of guide pins 75 are provided upright in the recess 79 of the susceptor 72. Specifically, the guide pin 75 is erected by being fitted into a mounting hole formed in the upper surface of the susceptor 72. The six guide pins 75 are arranged on a common circumference, and the diameter of the circle is larger than the diameter of the semiconductor wafer W. That is, the six guide pins 75 are arranged so as to surround the periphery of the semiconductor wafer W placed in the recess 79 of the susceptor 72.

このような凹部79が形成されたサセプタ72によって半導体ウェハーWを保持するときには、図3に示すように、凹部79の内壁面によって半導体ウェハーWの周端部が支持されることとなる。その結果、半導体ウェハーWの下面とサセプタ72の表面と間に気体層を挟み込んだ隙間が形成されることとなる。また、半導体ウェハーWが、その中心を正確にサセプタ72の中心に一致させて保持されると、6本のガイドピン75が非接触にて半導体ウェハーWの周囲を取り囲むこととなる。   When the semiconductor wafer W is held by the susceptor 72 in which such a recess 79 is formed, the peripheral end portion of the semiconductor wafer W is supported by the inner wall surface of the recess 79 as shown in FIG. As a result, a gap in which a gas layer is sandwiched between the lower surface of the semiconductor wafer W and the surface of the susceptor 72 is formed. Further, when the semiconductor wafer W is held with its center exactly aligned with the center of the susceptor 72, the six guide pins 75 surround the periphery of the semiconductor wafer W in a non-contact manner.

図5は、ガイドピン75の斜視図である。また、図6(a)はガイドピン75の平面図であり、図6(b)はガイドピン75の側面図である。ガイドピン75は石英にて形成された概略円筒状部材である。ガイドピン75の上面は水平面に対する勾配αが5°以上30°以下(本実施の形態では15°)のテーパ面とされている。また、ガイドピン75の上面には2つの回転調整穴171,171が穿設されている。2つの回転調整穴171,171は、サセプタ72に取り付けたガイドピン75を回転させてその向きを調整するためのものである。さらに、ガイドピン75の側面には切り欠き部172が形成されている。切り欠き部172は、ガイドピン75の上面の端縁部のうち最も高さの高い最高端部174の直下に形成されている。切り欠き部172は、作業者がガイドピン75の向きを認識するためのものである。すなわち、石英のガイドピン75に切り欠き部172を形成することによって上方から見たときに切り欠き部172が白く見えることとなり、作業者はそれを目視にて確認することによりガイドピン75の向きを認識する。   FIG. 5 is a perspective view of the guide pin 75. FIG. 6A is a plan view of the guide pin 75, and FIG. 6B is a side view of the guide pin 75. The guide pin 75 is a substantially cylindrical member made of quartz. The upper surface of the guide pin 75 is a tapered surface with a gradient α with respect to the horizontal plane of 5 ° or more and 30 ° or less (15 ° in the present embodiment). Further, two rotation adjustment holes 171 and 171 are formed in the upper surface of the guide pin 75. The two rotation adjustment holes 171 and 171 are for rotating the guide pins 75 attached to the susceptor 72 and adjusting their directions. Further, a notch 172 is formed on the side surface of the guide pin 75. The notch portion 172 is formed immediately below the highest end portion 174 having the highest height among the edge portions on the upper surface of the guide pin 75. The notch 172 is for the operator to recognize the orientation of the guide pin 75. That is, by forming the notch portion 172 in the quartz guide pin 75, the notch portion 172 looks white when viewed from above, and the operator can visually confirm the orientation of the guide pin 75. Recognize

複数のガイドピン75のそれぞれは、ガイドピン75の上面の端縁部のうち最も高さの低い最低端部173が凹部79に載置される半導体ウェハーWの中心部に対向するように立設されている。具体的には、ガイドピン75をサセプタ72に取り付けるときに、作業者がピンセットなどを用いて2つの回転調整穴171,171を回し、最低端部173が半導体ウェハーWの中心部に対向するようにガイドピン75を回転させる。このとき、透明なガイドピン75のうち白く見える切り欠き部172を目視で確認することによって、作業者は最低端部173の向きを正確に認識することができる。   Each of the plurality of guide pins 75 is erected so that the lowest end portion 173 having the lowest height among the edge portions on the upper surface of the guide pins 75 faces the central portion of the semiconductor wafer W placed in the recess 79. Has been. Specifically, when the guide pin 75 is attached to the susceptor 72, the operator turns the two rotation adjustment holes 171 and 171 using tweezers or the like so that the lowest end 173 faces the center of the semiconductor wafer W. The guide pin 75 is rotated. At this time, the operator can accurately recognize the orientation of the lowest end portion 173 by visually confirming the cutout portion 172 that appears white in the transparent guide pin 75.

また、図3および図9に示すように、サセプタ72に装着されたガイドピン75の最低端部173における凹部79の高さ位置とガイドピン75の上面の高さ位置とは等しい。すなわち、サセプタ72にガイドピン75が装着された状態では、最低端部173の位置において凹部79の凹面とガイドピン75上面のテーパ面とが連続している。   As shown in FIGS. 3 and 9, the height position of the recess 79 at the lowest end 173 of the guide pin 75 attached to the susceptor 72 is equal to the height position of the upper surface of the guide pin 75. That is, in a state where the guide pin 75 is attached to the susceptor 72, the concave surface of the concave portion 79 and the tapered surface of the upper surface of the guide pin 75 are continuous at the position of the lowest end portion 173.

図3に戻り、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。   Returning to FIG. 3, 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7は、ホットプレート71を示す平面図である。図7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. 7 is a plan view showing the hot plate 71. As shown in FIG. 7, the hot plate 71 includes a disk-shaped zone 711 and an annular zone 712 that are concentrically arranged in the center of a region facing the semiconductor wafer W to be held, and the 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電力供給源(図示省略)に接続されている。電力供給源から各ゾーンに至る経路途中において、電力供給源からの電力線は、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 power supply source (not shown) via a power line passing through the inside of the shaft 41. On the way from the power supply source to each zone, the power lines from the power supply source 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.

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。   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。   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.

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両端電極間の放電によって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 instantaneously flows into the glass tube due to the discharge between the electrodes at both ends, and the excitation of the xenon atoms or molecules at that time Light is emitted. In such a xenon flash lamp FL, the electrostatic energy stored in the capacitor in advance is converted into an extremely short light pulse of 0.1 millisecond to 10 millisecond, which is extremely incomparable 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.

また、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。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CPU、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ROM、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAM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を備えている。   Further, the control unit 3 controls the various operation mechanisms provided in the heat treatment apparatus 1. 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 that performs various arithmetic processes, a ROM that is a read-only memory that stores basic programs, a RAM that is a readable and writable memory that stores various information, control software, data, and the like. It has a magnetic disk.

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 FIG. 1). 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8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8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。   First, the holding unit 7 is lowered from the processing position shown in FIG. 8 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.

次に、保持部7が受渡位置に下降したときに、弁82および弁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 valve 82 and the 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および弁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 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の凹部79内に保持される。このときには、サセプタ72の凹部79の内壁面によって半導体ウェハーWの周端部が支持される。保持部7が上昇するときに、半導体ウェハーWの中心が正確にサセプタ72の中心に一致していれば、凹部79の中央に半導体ウェハーWが正確に載置されて6本のガイドピン75が非接触にて半導体ウェハーWの周囲を取り囲むこととなる。但し、半導体ウェハーWの位置が若干ずれて周縁部の一部がガイドピン75と接触していても良い。保持部7が処理位置にまで上昇するとサセプタ72に支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。   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 held in the recess 79 of the susceptor 72. At this time, the peripheral end portion of the semiconductor wafer W is supported by the inner wall surface of the recess 79 of the susceptor 72. If the center of the semiconductor wafer W exactly coincides with the center of the susceptor 72 when the holding unit 7 is raised, the semiconductor wafer W is accurately placed in the center of the recess 79 and the six guide pins 75 are formed. The periphery of the semiconductor wafer W is surrounded in a non-contact manner. However, the position of the semiconductor wafer W may be slightly shifted so that a part of the peripheral edge is in contact with the guide pins 75. When the holding unit 7 moves up to the processing position, the semiconductor wafer W supported by the susceptor 72 is also held at 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からのフラッシュ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 flash heating is performed by flash light 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からのフラッシュ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. The surface temperature of the semiconductor wafer W flash-heated by flash light 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 converted, the surface temperature rapidly decreases. 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からのフラッシュ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。   Further, 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 the flash light 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.

既述のように、熱処理装置1における半導体ウェハーWの熱処理時には窒素ガスがチャンバー6に継続的に供給されており、その供給量は、保持部7が処理位置に位置するときには約30リットル/分とされ、保持部7が処理位置以外の位置に位置するときには約40リットル/分とされる。   As described above, nitrogen gas is continuously supplied to the chamber 6 during the heat treatment of the semiconductor wafer W in the heat treatment apparatus 1, and the supply amount is about 30 liters / minute when the holding unit 7 is located at the processing position. When the holding unit 7 is located at a position other than the processing position, the rate is about 40 liters / minute.

ところで、フラッシュランプFLからの数ミリ秒程度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まで上昇する一方、その瞬間の裏面温度は350℃ないし550℃程度の予備加熱温度T1からさほどには上昇しない。このため、ウェハー表面側のみに急激な熱膨張が生じ、半導体ウェハーWが上面を凸面とするように反る。そして、次に瞬間には、半導体ウェハーWの表面温度が急速に下降する一方、表面から裏面への熱伝導により裏面温度も若干上昇するため、半導体ウェハーWには上記とは逆向きに反ろうとする応力が作用する。その結果、半導体ウェハーWがサセプタ72の上で激しく振動し、そのときの衝撃で半導体ウェハーWの割れが生じるおそれがあった。   By the way, the surface temperature of the semiconductor wafer W that is flash-heated by flash irradiation of several milliseconds from the flash lamp FL instantaneously rises to a processing temperature T2 of about 1000 ° C. to 1100 ° C., while the back surface temperature at that moment is The temperature does not increase so much from the preheating temperature T1 of about 350 ° C. to 550 ° C. For this reason, rapid thermal expansion occurs only on the wafer surface side, and the semiconductor wafer W warps so that the upper surface is convex. Then, at the next moment, the surface temperature of the semiconductor wafer W rapidly decreases, while the back surface temperature also slightly increases due to heat conduction from the front surface to the back surface, so that the semiconductor wafer W is warped in the opposite direction. Stress to act. As a result, the semiconductor wafer W vibrates violently on the susceptor 72, and the semiconductor wafer W may be cracked by an impact at that time.

本実施形態においては、凹面形状の凹部79内に半導体ウェハーWを載置しているため、サセプタ72の表面と半導体ウェハーWの下面との間に気体層の隙間が形成されることとなり、フラッシュ光の照射時に半導体ウェハーWが激しく振動したとしても半導体ウェハーWの下面がサセプタ72の表面に衝突することは無く、半導体ウェハーWの割れを防止することができる。このとき、図9に示すように、半導体ウェハーWの周縁部の一部がガイドピン75と接触していたとしても、石英のガイドピン75の上面が勾配α=15°のテーパ面とされているため、半導体ウェハーWが急激に熱膨張しても当該周縁部がガイドピン75の上面を滑り上がることができる。よって、半導体ウェハーWの周縁部がガイドピン75に拘束されることはなく、フラッシュ光照射時に半導体ウェハーWが急激に熱膨張したとしてもガイドピン75から大きな応力を受けることはなくなり、半導体ウェハーWの割れを防止することができる。急激に熱膨張時に半導体ウェハーWの周縁部がガイドピン75の上面を滑り上がることができるためには、ガイドピン75の上面を水平面に対する勾配αが30°以下のテーパ面としておく必要がある。   In the present embodiment, since the semiconductor wafer W is placed in the concave recess 79, a gap in the gas layer is formed between the surface of the susceptor 72 and the lower surface of the semiconductor wafer W. Even if the semiconductor wafer W vibrates violently during light irradiation, the lower surface of the semiconductor wafer W does not collide with the surface of the susceptor 72, and cracking of the semiconductor wafer W can be prevented. At this time, as shown in FIG. 9, even if a part of the peripheral edge of the semiconductor wafer W is in contact with the guide pin 75, the upper surface of the quartz guide pin 75 is a tapered surface with a gradient α = 15 °. Therefore, even if the semiconductor wafer W is thermally expanded rapidly, the peripheral edge can slide up the upper surface of the guide pin 75. Therefore, the peripheral portion of the semiconductor wafer W is not constrained by the guide pins 75, and even if the semiconductor wafer W undergoes rapid thermal expansion during flash light irradiation, it does not receive a large stress from the guide pins 75, and the semiconductor wafer W Can be prevented. In order for the peripheral portion of the semiconductor wafer W to slide up the upper surface of the guide pin 75 during rapid thermal expansion, the upper surface of the guide pin 75 needs to be a tapered surface with a gradient α of 30 ° or less with respect to the horizontal plane.

また、保持部7が上昇してサセプタ72に半導体ウェハーWが渡されるとき、或いはフラッシュ光照射時に半導体ウェハーWが横滑りする可能性があるが、半導体ウェハーWの周囲を取り囲むガイドピン75の上面が勾配α=15°のテーパ面とされているため、半導体ウェハーWの横滑りを抑制することができる。このような横滑り抑制効果を得るためには、ガイドピン75の上面を水平面に対する勾配αが5°以上のテーパ面としておく必要がある。   Further, when the holding unit 7 is raised and the semiconductor wafer W is transferred to the susceptor 72, or when the semiconductor wafer W is irradiated with flash light, there is a possibility that the semiconductor wafer W slides, but the upper surface of the guide pins 75 surrounding the semiconductor wafer W is Since the taper surface has a gradient α = 15 °, the side slip of the semiconductor wafer W can be suppressed. In order to obtain such a side slip suppression effect, the upper surface of the guide pin 75 needs to be a tapered surface having a gradient α of 5 ° or more with respect to the horizontal plane.

さらに、サセプタ72の凹部79は一定曲率の凹面形状であるため、比較的容易に石英板を加工して凹部79を形成することができる。また、ガイドピン75も単純な加工によって容易に作製することができる。そのガイドピン75を凹部79に立設するだけでサセプタ72を製作することができる。従って、凹面形状の周縁部にテーパ面を形成する加工に比較すると、極めて容易にサセプタ72を製作することができ、それに要する費用の増大も抑制することができる。   Further, since the concave portion 79 of the susceptor 72 has a concave shape with a constant curvature, the concave portion 79 can be formed by processing a quartz plate relatively easily. Further, the guide pin 75 can be easily manufactured by simple processing. The susceptor 72 can be manufactured simply by standing the guide pin 75 in the recess 79. Therefore, the susceptor 72 can be manufactured very easily compared to the process of forming the tapered surface on the peripheral edge of the concave surface, and the cost required for the susceptor 72 can be suppressed.

なお、ガイドピン75に若干の回転ズレが生じたとしても、その上面がテーパ面とされているため、半導体ウェハーWがガイドピン75に寄り付いてその周縁部がガイドピン75のテーパ面に接触すると回転ズレを矯正するようなモーメントが発生する。すなわち、ガイドピン75の若干の回転ズレは自動的に矯正されることとなる。   Even if the guide pin 75 is slightly rotated, the upper surface of the guide pin 75 is a taper surface, so that the semiconductor wafer W comes close to the guide pin 75 and its peripheral portion contacts the taper surface of the guide pin 75. Then, a moment that corrects the rotational deviation is generated. That is, a slight rotational deviation of the guide pin 75 is automatically corrected.

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、上記実施形態においては、ガイドピン75の側面を円筒状としていたが、これをテーパ面としても良い。図10に示すように、ガイドピン175の側面にテーパ面を形成すれば、サセプタ72の取り付け孔に対してクサビ状に装着されることとなり、ガイドピン175の回転ズレを防止することができる。なお、ガイドピン75の上面も水平面に対する勾配αが5°以上30°以下のテーパ面とされている。   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, in the above-described embodiment, the side surface of the guide pin 75 is cylindrical, but this may be a tapered surface. As shown in FIG. 10, if a tapered surface is formed on the side surface of the guide pin 175, the guide pin 175 is mounted in a wedge shape with respect to the mounting hole of the susceptor 72, and the rotation displacement of the guide pin 175 can be prevented. The upper surface of the guide pin 75 is also a tapered surface having a gradient α with respect to the horizontal plane of 5 ° or more and 30 ° or less.

また、図11に示すように、ガイドピン75に回転防止爪179を付設するようにしても良い。図11(a)は回転防止爪179を付けたガイドピン75の平面図であり、図11(b)はその縦断面図である。ガイドピン75に付設された回転防止爪179はサセプタ72の外周縁部に係合している。このため、ガイドピン75の回転ズレが防止されることとなる。なお、ガイドピン75の構成は上記実施形態と同様である。   Further, as shown in FIG. 11, a rotation preventing claw 179 may be attached to the guide pin 75. FIG. 11A is a plan view of the guide pin 75 provided with the rotation preventing claw 179, and FIG. 11B is a longitudinal sectional view thereof. An anti-rotation claw 179 attached to the guide pin 75 is engaged with the outer peripheral edge of the susceptor 72. For this reason, the rotation shift of the guide pin 75 is prevented. The configuration of the guide pin 75 is the same as that in the above embodiment.

また、上記実施形態においては、サセプタ72を載置したホットプレート71によって半導体ウェハーWの予備加熱を行うようにしていたが、これに代えてハロゲンランプなどの連続点灯光源からの光照射によって半導体ウェハーWの予備加熱を行うようにしても良い。具体的には、サセプタ72よりも下方にハロゲンランプを配置し、そのハロゲンランプから出射されて石英のサセプタ72を透過した赤外線によって半導体ウェハーWを予備加熱する。このような予備加熱方式を採用した場合であっても、凹面形状の凹部79に複数のガイドピン75を立設したサセプタ72によって半導体ウェハーWを保持することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above embodiment, the semiconductor wafer W is preheated by the hot plate 71 on which the susceptor 72 is mounted. Instead, the semiconductor wafer is irradiated by light irradiation from a continuous lighting light source such as a halogen lamp. W preheating may be performed. Specifically, a halogen lamp is disposed below the susceptor 72, and the semiconductor wafer W is preheated by infrared rays emitted from the halogen lamp and transmitted through the quartz susceptor 72. Even when such a preheating method is adopted, by holding the semiconductor wafer W by the susceptor 72 in which a plurality of guide pins 75 are erected in the concave portion 79, the same effect as in the above embodiment can be obtained. Obtainable.

また、上記実施形態においては、ガイドピン75を6本としていたが、ガイドピン75の本数は2本以上の任意の数とすることができる。もっとも、半導体ウェハーWの周囲を取り囲む3本以上とした方が上記実施形態の効果をより確実に得ることができる。   Moreover, in the said embodiment, although the guide pin 75 was six, the number of the guide pins 75 can be made into arbitrary numbers of two or more. However, the effect of the above-described embodiment can be obtained more reliably by using three or more surrounding semiconductor wafers W.

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。   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.

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.

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
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
75,275 ガイドピン
76 抵抗加熱線
79 凹部
171 回転調整穴
172 切り欠き部
173 最低端部
174 最高端部
179 回転防止爪
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 part raising / lowering mechanism 5 Lamphouse 6 Chamber 7 Holding part 60 Upper opening 61 Chamber window 65 Heat treatment space 71 Hot plate 72 Susceptor 75,275 Guide pin 76 Resistance heating wire 79 Recess 171 Rotation adjustment hole 172 Cutting Notch 173 Minimum end 174 Maximum end 179 Anti-rotation claw FL Flash lamp W Semiconductor wafer

Claims (6)

フラッシュランプから基板に閃光を照射することによって該基板の熱処理を行うときに該基板を保持する熱処理用サセプタであって、
平面視で前記基板の平面サイズよりも大きな凹面形状の凹部と、
前記凹部に立設され、前記凹部に載置された基板の周囲を取り囲むように配置された複数のピンと、
を備え、
前記複数のピンの上面は水平面に対する勾配が5°以上30°以下のテーパ面とされていることを特徴とする熱処理用サセプタ。
A susceptor for heat treatment that holds the substrate when the substrate is heat-treated by irradiating flash light onto the substrate from a flash lamp,
A concave portion having a concave shape larger than the planar size of the substrate in plan view;
A plurality of pins that are erected in the recess and arranged to surround the periphery of the substrate placed in the recess;
With
The heat treatment susceptor, wherein the upper surfaces of the plurality of pins are tapered surfaces having a gradient with respect to a horizontal plane of 5 ° to 30 °.
請求項1記載の熱処理用サセプタにおいて、
前記凹部は、一定の曲率の凹面形状を有していることを特徴とする熱処理用サセプタ。
The susceptor for heat treatment according to claim 1,
The heat treatment susceptor, wherein the recess has a concave shape with a constant curvature.
請求項1または請求項2記載の熱処理用サセプタにおいて、
前記複数のピンのそれぞれは、前記上面の端縁部のうち最も高さの低い最低端部が前記凹部に載置される基板の中心部に対向するように立設され、
前記最低端部における前記凹部の高さ位置と前記上面の高さ位置とは等しいことを特徴とする熱処理用サセプタ。
In the susceptor for heat treatment according to claim 1 or 2,
Each of the plurality of pins is erected so that the lowest end of the lowest edge of the upper surface is opposed to the center of the substrate placed in the recess,
The heat treatment susceptor, wherein a height position of the recess at the lowest end is equal to a height position of the upper surface.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の熱処理用サセプタにおいて、
前記複数のピンの側面がテーパ面とされていることを特徴とする熱処理用サセプタ。
In the susceptor for heat treatment according to any one of claims 1 to 3,
A heat-treating susceptor, wherein side surfaces of the plurality of pins are tapered surfaces.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の熱処理用サセプタにおいて、
前記複数のピンの回転を防止する回転防止部材をさらに備えることを特徴とする熱処理用サセプタ。
In the susceptor for heat treatment according to any one of claims 1 to 3,
A heat treatment susceptor further comprising a rotation preventing member that prevents rotation of the plurality of pins.
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であって、
基板に閃光を照射するフラッシュランプと、
前記フラッシュランプの下方に設けられ、前記フラッシュランプから出射された閃光を透過するチャンバー窓を上部に備えるチャンバーと、
前記チャンバー内にて基板を水平姿勢にて保持する保持手段と、
を備え、
前記保持手段は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の熱処理用サセプタを有することを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating a flash with the substrate,
A flash lamp that irradiates the substrate with flash light;
A chamber provided below the flash lamp, and provided with a chamber window at the top for transmitting flash light emitted from the flash lamp;
Holding means for holding the substrate in a horizontal position in the chamber;
With
6. A heat treatment apparatus, wherein the holding means includes the heat treatment susceptor according to any one of claims 1 to 5.
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