JP2021077660A - Manufacturing method of susceptor, susceptor and heat treatment apparatus - Google Patents

Manufacturing method of susceptor, susceptor and heat treatment apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2021077660A
JP2021077660A JP2019200433A JP2019200433A JP2021077660A JP 2021077660 A JP2021077660 A JP 2021077660A JP 2019200433 A JP2019200433 A JP 2019200433A JP 2019200433 A JP2019200433 A JP 2019200433A JP 2021077660 A JP2021077660 A JP 2021077660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
susceptor
semiconductor wafer
substrate
temperature
temperature distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019200433A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7355607B2 (en
Inventor
和彦 布施
Kazuhiko Fuse
和彦 布施
浩志 三宅
Hiroshi Miyake
浩志 三宅
晃頌 上田
Akimine Ueda
晃頌 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Priority to JP2019200433A priority Critical patent/JP7355607B2/en
Publication of JP2021077660A publication Critical patent/JP2021077660A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7355607B2 publication Critical patent/JP7355607B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide a technique capable of improving uniformity of in-plane temperature distribution of a substrate.SOLUTION: In-plane temperature distribution is calculated, which is generated in the semiconductor wafer when light irradiation is performed from the lower side by a halogen lamp in the state where a semiconductor wafer is supported in a susceptor 74. A partial region of a surface of the susceptor 74 opposed to a high-temperature region of the semiconductor wafer at a predetermined temperature or higher in the in-plane temperature distribution is made into a rough surface. The step of acquiring the temperature distribution of the semiconductor wafer supported by such a susceptor 74 and the step of applying surface roughening processing to the partial region of the susceptor 74 on the basis of the temperature distribution are repeated a plurality of times, thereby forming a plurality of rough surface regions in the susceptor 74. The light irradiation is performed from the halogen lamp while supporting the semiconductor wafer in the susceptor 74, thereby improving uniformity of the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer.SELECTED DRAWING: Figure 19

Description

本発明は、光照射によって加熱される半導体ウェハー等の薄板状精密電子基板(以下、単に「基板」と称する)を支持するサセプタ、当該サセプタの製造方法および当該サセプタを搭載した熱処理装置に関する。 The present invention relates to a susceptor that supports a thin plate-shaped precision electronic substrate (hereinafter, simply referred to as “substrate”) such as a semiconductor wafer that is heated by light irradiation, a method for manufacturing the susceptor, and a heat treatment apparatus equipped with the susceptor.

半導体デバイスの製造プロセスにおいて、極めて短時間で半導体ウェハーを加熱するフラッシュランプアニール(FLA)が注目されている。フラッシュランプアニールは、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フラッシュ光を照射することにより、半導体ウェハーの表面のみを極めて短時間(数ミリ秒以下)に昇温させる熱処理技術である。 In the semiconductor device manufacturing process, flash lamp annealing (FLA), which heats a semiconductor wafer in an extremely short time, has attracted attention. Flash lamp annealing uses a xenon flash lamp (hereinafter, simply referred to as "flash lamp" to mean a xenon flash lamp) to irradiate the surface of the semiconductor wafer with flash light, so that only the surface of the semiconductor wafer is extremely exposed. This is a heat treatment technique that raises the temperature in a short time (several milliseconds or less).

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フラッシュ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、数ミリ秒以下の極めて短時間のフラッシュ光照射であれば、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。 The radiation spectral distribution of the xenon flash lamp is from the ultraviolet region to the near infrared region, and the wavelength is shorter than that of the conventional halogen lamp, which is almost the same as the basic absorption band of the silicon semiconductor wafer. Therefore, when the semiconductor wafer is irradiated with the flash light from the xenon flash lamp, the transmitted light is small and the temperature of the semiconductor wafer can be rapidly raised. It has also been found that if the flash light is irradiated for an extremely short time of several milliseconds or less, the temperature can be selectively raised only in the vicinity of the surface of the semiconductor wafer.

このようなフラッシュランプアニールは、極短時間の加熱が必要とされる処理、例えば典型的には半導体ウェハーに注入された不純物の活性化に利用される。イオン注入法によって不純物が注入された半導体ウェハーの表面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射すれば、当該半導体ウェハーの表面を極短時間だけ活性化温度にまで昇温することができ、不純物を深く拡散させることなく、不純物活性化のみを実行することができるのである。 Such flash lamp annealing is utilized for processes that require heating for a very short time, for example, activation of impurities injected into a semiconductor wafer. By irradiating the surface of a semiconductor wafer into which impurities have been implanted by the ion implantation method with flash light from a flash lamp, the surface of the semiconductor wafer can be raised to the activation temperature for a very short time, and the impurities are deeply diffused. Only impurity activation can be performed without causing it.

このようなキセノンフラッシュランプを使用した熱処理装置として、特許文献1,2には、半導体ウェハーの表面側にフラッシュランプ等のパルス発光ランプを配置し、裏面側にハロゲンランプ等の連続点灯ランプを配置し、それらの組み合わせによって所望の熱処理を行うものが開示されている。特許文献1,2に開示の熱処理装置においては、ハロゲンランプ等によって半導体ウェハーをある程度の温度まで予備加熱し、その後フラッシュランプからのパルス加熱によって所望の処理温度にまで昇温している。 As a heat treatment apparatus using such a xenon flash lamp, in Patent Documents 1 and 2, a pulse emitting lamp such as a flash lamp is arranged on the front surface side of the semiconductor wafer, and a continuous lighting lamp such as a halogen lamp is arranged on the back surface side. However, there is disclosed a combination thereof that performs a desired heat treatment. In the heat treatment apparatus disclosed in Patent Documents 1 and 2, the semiconductor wafer is preheated to a certain temperature by a halogen lamp or the like, and then the temperature is raised to a desired processing temperature by pulse heating from a flash lamp or the like.

特許文献1,2に開示されるようなハロゲンランプにて予備加熱を行う場合には、比較的高い予備加熱温度にまで半導体ウェハーを短時間で昇温することができるというプロセス上のメリットが得られるものの、ウェハー周縁部の温度が中心部よりも低くなる問題が生じやすい。このような温度分布の不均一が生じる原因としては、半導体ウェハーの周縁部からの熱放射、或いは半導体ウェハーの周縁部から比較的低温の石英サセプタへの熱伝導などが考えられる。そこで、このような問題を解決するために、特許文献3には、半透明な素材にて形成された円筒形状のルーバーをハロゲンランプと半導体ウェハーとの間に設置して予備加熱時の面内温度分布を均一にすることが提案されている。 When preheating is performed with a halogen lamp as disclosed in Patent Documents 1 and 2, there is a process merit that the semiconductor wafer can be heated to a relatively high preheating temperature in a short time. However, the problem that the temperature of the peripheral portion of the wafer becomes lower than that of the central portion tends to occur. Possible causes of such non-uniform temperature distribution include heat radiation from the peripheral edge of the semiconductor wafer, heat conduction from the peripheral edge of the semiconductor wafer to a relatively low temperature quartz susceptor, and the like. Therefore, in order to solve such a problem, in Patent Document 3, a cylindrical louver formed of a translucent material is installed between the halogen lamp and the semiconductor wafer, and is in-plane during preheating. It has been proposed to make the temperature distribution uniform.

特開昭60−258928号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-258928 特表2005−527972号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-527772 特開2012−174879号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-174879

しかしながら、特許文献3に提案されるような技術を用いたとしても、ハロゲンランプから光照射を行ったときの半導体ウェハーの面内温度分布を十分に均一にすることは困難であった。 However, even if the technique proposed in Patent Document 3 is used, it is difficult to make the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer sufficiently uniform when light irradiation is performed from a halogen lamp.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板の面内温度分布の均一性を高めることができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of improving the uniformity of the in-plane temperature distribution of a substrate.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、光照射によって加熱される基板を支持するサセプタの製造方法において、前記サセプタの下方から前記サセプタに支持された前記基板に光を照射したときに前記基板に生じる温度分布を取得する温度分布取得工程と、前記温度分布において所定温度以上となる前記基板の高温領域に対向する前記サセプタの表面の一部領域を粗面とする粗面化加工工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a method of manufacturing a susceptor that supports a substrate heated by light irradiation, when the substrate supported by the susceptor is irradiated with light from below the susceptor. A temperature distribution acquisition step for acquiring the temperature distribution generated on the substrate, and a roughening processing step for roughening a part of the surface of the susceptor facing the high temperature region of the substrate which is equal to or higher than a predetermined temperature in the temperature distribution. It is characterized by having.

また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係るサセプタの製造方法において、前記温度分布取得工程と前記粗面化加工工程とを複数回繰り返すことを特徴とする。 Further, the invention of claim 2 is characterized in that, in the method for manufacturing a susceptor according to the invention of claim 1, the temperature distribution acquisition step and the roughening processing step are repeated a plurality of times.

また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明に係るサセプタの製造方法において、前記基板の前記高温領域における温度が高くなるほど、その温度が高くなる位置に対向する前記サセプタの部位の表面粗さを粗くすることを特徴とする。 Further, the invention of claim 3 is the method of manufacturing a susceptor according to the invention of claim 1 or 2, wherein the higher the temperature in the high temperature region of the substrate, the higher the temperature of the susceptor facing the position. It is characterized in that the surface roughness of the portion is roughened.

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サセプタの製造方法において、前記サセプタの下面を粗面とすることを特徴とする。 Further, the invention of claim 4 is characterized in that, in the method for manufacturing a susceptor according to any one of claims 1 to 3, the lower surface of the susceptor is a rough surface.

また、請求項5の発明は、光照射によって加熱される基板を支持するサセプタにおいて、前記サセプタの下方から前記サセプタに支持された前記基板に光を照射したときに前記基板に生じる温度分布において所定温度以上となる前記基板の高温領域に対向する前記サセプタの表面の一部領域に粗面が形成されることを特徴とする。 The invention of claim 5 is a susceptor that supports a substrate that is heated by light irradiation, and is predetermined in terms of the temperature distribution that occurs on the substrate when the substrate supported by the susceptor is irradiated with light from below the susceptor. A rough surface is formed in a part of the surface of the susceptor facing the high temperature region of the substrate above the temperature.

また、請求項6の発明は、請求項5の発明に係るサセプタにおいて、前記基板の前記高温領域における温度が高くなるほど、その温度が高くなる位置に対向する前記サセプタの部位の表面粗さが粗くなることを特徴とする。 Further, in the invention of claim 6, in the susceptor according to the invention of claim 5, the higher the temperature in the high temperature region of the substrate, the rougher the surface roughness of the portion of the susceptor facing the position where the temperature rises. It is characterized by becoming.

また、請求項7の発明は、請求項5または請求項6の発明に係るサセプタにおいて、前記サセプタの下面に粗面が形成されることを特徴とする。 Further, the invention of claim 7 is characterized in that, in the susceptor according to the invention of claim 5 or 6, a rough surface is formed on the lower surface of the susceptor.

また、請求項8の発明は、基板に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、前記基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内に設けられて前記基板を支持する請求項5から請求項7のいずれかに記載のサセプタと、前記サセプタの下方より光を照射して前記基板を加熱する連続点灯ランプと、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is a heat treatment apparatus for heating the substrate by irradiating the substrate with light according to claim 5, wherein the chamber for accommodating the substrate and the chamber provided in the chamber to support the substrate. It is characterized by comprising the susceptor according to any one of claims 7 and a continuous lighting lamp that heats the substrate by irradiating light from below the susceptor.

請求項1から請求項4の発明によれば、サセプタの下方からサセプタに支持された基板に光を照射したときに基板に生じる温度分布を取得し、その温度分布において所定温度以上となる基板の高温領域に対向するサセプタの表面の一部領域を粗面とするため、基板の高温領域の照度が低下し、基板の面内温度分布の均一性を高めることができる。 According to the inventions of claims 1 to 4, the temperature distribution generated on the substrate when the substrate supported by the susceptor is irradiated with light from below the susceptor is acquired, and the temperature distribution of the substrate is equal to or higher than a predetermined temperature. Since a part of the surface of the susceptor facing the high temperature region is made a rough surface, the illuminance in the high temperature region of the substrate is reduced, and the uniformity of the in-plane temperature distribution of the substrate can be improved.

特に、請求項3の発明によれば、基板の高温領域における温度が高くなるほど、その温度が高くなる位置に対向するサセプタの部位の表面粗さを粗くするため、より高い精度にて基板の面内温度分布の均一性を高めることができる。 In particular, according to the invention of claim 3, the higher the temperature in the high temperature region of the substrate, the rougher the surface roughness of the portion of the susceptor facing the position where the temperature rises, so that the surface of the substrate becomes more accurate. The uniformity of the internal temperature distribution can be improved.

請求項5から請求項8の発明によれば、サセプタの下方からサセプタに支持された基板に光を照射したときに基板に生じる温度分布において所定温度以上となる基板の高温領域に対向するサセプタの表面の一部領域に粗面が形成されるため、基板の高温領域の照度が低下し、基板の面内温度分布の均一性を高めることができる。 According to the inventions of claims 5 to 8, the susceptor facing the high temperature region of the substrate whose temperature distribution generated on the substrate when the substrate supported by the susceptor is irradiated with light from below the susceptor is equal to or higher than a predetermined temperature. Since a rough surface is formed in a part of the surface, the illuminance in the high temperature region of the substrate is reduced, and the uniformity of the in-plane temperature distribution of the substrate can be improved.

特に、請求項6の発明によれば、基板の高温領域における温度が高くなるほど、その温度が高くなる位置に対向するサセプタの部位の表面粗さが粗くなるため、より高い精度にて基板の面内温度分布の均一性を高めることができる。 In particular, according to the invention of claim 6, the higher the temperature in the high temperature region of the substrate, the rougher the surface roughness of the portion of the susceptor facing the position where the temperature rises, so that the surface of the substrate becomes more accurate. The uniformity of the internal temperature distribution can be improved.

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 vertical cross-sectional view which shows the structure of the heat treatment apparatus which concerns on this invention. 保持部の全体外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole appearance of the holding part. サセプタの平面図である。It is a top view of the susceptor. サセプタの断面図である。It is sectional drawing of the susceptor. 移載機構の平面図である。It is a top view of the transfer mechanism. 移載機構の側面図である。It is a side view of the transfer mechanism. 複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement of a plurality of halogen lamps. 半導体ウェハーに生じた面内温度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the in-plane temperature distribution generated in the semiconductor wafer. 図10での粗面化加工の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the roughening process in FIG. 一部領域に粗面化加工が施されたサセプタの平面図である。It is a top view of the susceptor which roughened a part area. 図10に示すサセプタに支持した半導体ウェハーに生じる面内温度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the in-plane temperature distribution which occurs in the semiconductor wafer supported by the susceptor shown in FIG. 図13での新たな粗面化加工の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the new roughening process in FIG. 一部領域に粗面化加工が施されたサセプタの平面図である。It is a top view of the susceptor which roughened a part area. 図13に示すサセプタに支持した半導体ウェハーに生じる面内温度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the in-plane temperature distribution which occurs in the semiconductor wafer supported by the susceptor shown in FIG. 図16での新たな粗面化加工の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the new roughening process in FIG. 一部領域に粗面化加工が施されたサセプタの平面図である。It is a top view of the susceptor which roughened a part area. 図16に示すサセプタに支持した半導体ウェハーに生じる面内温度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the in-plane temperature distribution which occurs in the semiconductor wafer supported by the susceptor shown in FIG. 図19での新たな粗面化加工の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the new roughening process in FIG. 一部領域に粗面化加工が施されたサセプタの平面図である。It is a top view of the susceptor which roughened a part area. 図19に示すサセプタに支持した半導体ウェハーに生じる面内温度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the in-plane temperature distribution which occurs in the semiconductor wafer supported by the susceptor shown in FIG.

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.

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。図1の熱処理装置1は、基板として円板形状の半導体ウェハーWに対してフラッシュ光照射を行うことによってその半導体ウェハーWを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーWのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ300mmやφ450mmである。なお、図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。 FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the heat treatment apparatus 1 according to the present invention. The heat treatment apparatus 1 of FIG. 1 is a flash lamp annealing apparatus that heats a disk-shaped semiconductor wafer W as a substrate by irradiating the semiconductor wafer W with flash light. The size of the semiconductor wafer W to be processed is not particularly limited, but is, for example, φ300 mm or φ450 mm. In addition, in FIG. 1 and each subsequent drawing, the dimensions and numbers of each part are exaggerated or simplified as necessary for easy understanding.

熱処理装置1は、半導体ウェハーWを収容するチャンバー6と、複数のフラッシュランプFLを内蔵するフラッシュ加熱部5と、複数のハロゲンランプHLを内蔵するハロゲン加熱部4と、を備える。チャンバー6の上側にフラッシュ加熱部5が設けられるとともに、下側にハロゲン加熱部4が設けられている。また、熱処理装置1は、チャンバー6の内部に、半導体ウェハーWを水平姿勢に保持する保持部7と、保持部7と装置外部との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う移載機構10と、を備える。さらに、熱処理装置1は、ハロゲン加熱部4、フラッシュ加熱部5およびチャンバー6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 chamber 6 for accommodating a semiconductor wafer W, a flash heating unit 5 containing a plurality of flash lamps FL, and a halogen heating unit 4 containing a plurality of halogen lamps HL. A flash heating unit 5 is provided on the upper side of the chamber 6, and a halogen heating unit 4 is provided on the lower side. Further, the heat treatment apparatus 1 includes a holding portion 7 that holds the semiconductor wafer W in a horizontal posture inside the chamber 6, a transfer mechanism 10 that transfers the semiconductor wafer W between the holding portion 7 and the outside of the apparatus. To be equipped. Further, the heat treatment apparatus 1 includes a halogen heating unit 4, a flash heating unit 5, and a control unit 3 that controls each operation mechanism provided in the chamber 6 to execute heat treatment of the semiconductor wafer W.

チャンバー6は、筒状のチャンバー側部61の上下に石英製のチャンバー窓を装着して構成されている。チャンバー側部61は上下が開口された概略筒形状を有しており、上側開口には上側チャンバー窓63が装着されて閉塞され、下側開口には下側チャンバー窓64が装着されて閉塞されている。チャンバー6の天井部を構成する上側チャンバー窓63は、石英により形成された円板形状部材であり、フラッシュ加熱部5から出射されたフラッシュ光をチャンバー6内に透過する石英窓として機能する。また、チャンバー6の床部を構成する下側チャンバー窓64も、石英により形成された円板形状部材であり、ハロゲン加熱部4からの光をチャンバー6内に透過する石英窓として機能する。 The chamber 6 is configured by mounting quartz chamber windows above and below the tubular chamber side portion 61. The chamber side portion 61 has a substantially tubular shape with upper and lower openings, and the upper chamber window 63 is attached to the upper opening and closed, and the lower chamber window 64 is attached to the lower opening and closed. ing. The upper chamber window 63 constituting the ceiling portion of the chamber 6 is a disk-shaped member formed of quartz, and functions as a quartz window that transmits the flash light emitted from the flash heating portion 5 into the chamber 6. Further, the lower chamber window 64 constituting the floor portion of the chamber 6 is also a disk-shaped member formed of quartz, and functions as a quartz window that transmits light from the halogen heating portion 4 into the chamber 6.

また、チャンバー側部61の内側の壁面の上部には反射リング68が装着され、下部には反射リング69が装着されている。反射リング68,69は、ともに円環状に形成されている。上側の反射リング68は、チャンバー側部61の上側から嵌め込むことによって装着される。一方、下側の反射リング69は、チャンバー側部61の下側から嵌め込んで図示省略のビスで留めることによって装着される。すなわち、反射リング68,69は、ともに着脱自在にチャンバー側部61に装着されるものである。チャンバー6の内側空間、すなわち上側チャンバー窓63、下側チャンバー窓64、チャンバー側部61および反射リング68,69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。 A reflective ring 68 is attached to the upper part of the inner wall surface of the chamber side portion 61, and a reflective ring 69 is attached to the lower part. The reflective rings 68 and 69 are both formed in an annular shape. The upper reflective ring 68 is attached by fitting from the upper side of the chamber side portion 61. On the other hand, the lower reflective ring 69 is attached by fitting it from the lower side of the chamber side portion 61 and fastening it with a screw (not shown). That is, both the reflective rings 68 and 69 are detachably attached to the chamber side portion 61. The inner space of the chamber 6, that is, the space surrounded by the upper chamber window 63, the lower chamber window 64, the chamber side 61, and the reflection rings 68, 69 is defined as the heat treatment space 65.

チャンバー側部61に反射リング68,69が装着されることによって、チャンバー6の内壁面に凹部62が形成される。すなわち、チャンバー側部61の内壁面のうち反射リング68,69が装着されていない中央部分と、反射リング68の下端面と、反射リング69の上端面とで囲まれた凹部62が形成される。凹部62は、チャンバー6の内壁面に水平方向に沿って円環状に形成され、半導体ウェハーWを保持する保持部7を囲繞する。チャンバー側部61および反射リング68,69は、強度と耐熱性に優れた金属材料(例えば、ステンレススチール)にて形成されている。 By attaching the reflective rings 68 and 69 to the chamber side portion 61, a recess 62 is formed on the inner wall surface of the chamber 6. That is, a recess 62 is formed which is surrounded by the central portion of the inner wall surface of the chamber side 61 to which the reflection rings 68 and 69 are not mounted, the lower end surface of the reflection ring 68, and the upper end surface of the reflection ring 69. .. The recess 62 is formed in an annular shape along the horizontal direction on the inner wall surface of the chamber 6 and surrounds the holding portion 7 that holds the semiconductor wafer W. The chamber side 61 and the reflective rings 68 and 69 are made of a metal material (for example, stainless steel) having excellent strength and heat resistance.

また、チャンバー側部61には、チャンバー6に対して半導体ウェハーWの搬入および搬出を行うための搬送開口部(炉口)66が形設されている。搬送開口部66は、ゲートバルブ185によって開閉可能とされている。搬送開口部66は凹部62の外周面に連通接続されている。このため、ゲートバルブ185が搬送開口部66を開放しているときには、搬送開口部66から凹部62を通過して熱処理空間65への半導体ウェハーWの搬入および熱処理空間65からの半導体ウェハーWの搬出を行うことができる。また、ゲートバルブ185が搬送開口部66を閉鎖するとチャンバー6内の熱処理空間65が密閉空間とされる。 Further, the chamber side portion 61 is provided with a transport opening (furnace port) 66 for loading and unloading the semiconductor wafer W into and out of the chamber 6. The transport opening 66 can be opened and closed by a gate valve 185. The transport opening 66 is communicated with the outer peripheral surface of the recess 62. Therefore, when the gate valve 185 opens the transport opening 66, the semiconductor wafer W is carried in from the transport opening 66 through the recess 62 into the heat treatment space 65 and the semiconductor wafer W is carried out from the heat treatment space 65. It can be performed. Further, when the gate valve 185 closes the transport opening 66, the heat treatment space 65 in the chamber 6 becomes a closed space.

さらに、チャンバー側部61には、貫通孔61aが穿設されている。チャンバー側部61の外壁面の貫通孔61aが設けられている部位には放射温度計20が取り付けられている。貫通孔61aは、後述するサセプタ74に保持された半導体ウェハーWの下面から放射された赤外光を放射温度計20に導くための円筒状の孔である。貫通孔61aは、その貫通方向の軸がサセプタ74に保持された半導体ウェハーWの主面と交わるように、水平方向に対して傾斜して設けられている。よって、放射温度計20はサセプタ74の斜め下方に設けられることとなる。貫通孔61aの熱処理空間65に臨む側の端部には、放射温度計20が測定可能な波長領域の赤外光を透過させるフッ化バリウム材料からなる透明窓21が装着されている。 Further, a through hole 61a is formed in the chamber side portion 61. A radiation thermometer 20 is attached to a portion of the outer wall surface of the chamber side 61 where the through hole 61a is provided. The through hole 61a is a cylindrical hole for guiding the infrared light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74, which will be described later, to the radiation thermometer 20. The through hole 61a is provided so as to be inclined with respect to the horizontal direction so that the axis in the penetrating direction intersects the main surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74. Therefore, the radiation thermometer 20 is provided diagonally below the susceptor 74. A transparent window 21 made of a barium fluoride material that transmits infrared light in a wavelength region that can be measured by the radiation thermometer 20 is attached to the end of the through hole 61a on the side facing the heat treatment space 65.

また、チャンバー6の内壁上部には熱処理空間65に処理ガスを供給するガス供給孔81が形設されている。ガス供給孔81は、凹部62よりも上側位置に形設されており、反射リング68に設けられていても良い。ガス供給孔81はチャンバー6の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間82を介してガス供給管83に連通接続されている。ガス供給管83は処理ガス供給源85に接続されている。また、ガス供給管83の経路途中にはバルブ84が介挿されている。バルブ84が開放されると、処理ガス供給源85から緩衝空間82に処理ガスが送給される。緩衝空間82に流入した処理ガスは、ガス供給孔81よりも流体抵抗の小さい緩衝空間82内を拡がるように流れてガス供給孔81から熱処理空間65内へと供給される。処理ガスとしては、例えば窒素(N)等の不活性ガス、または、水素(H)、アンモニア(NH)等の反応性ガス、或いはそれらを混合した混合ガスを用いることができる(本実施形態では窒素ガス)。 Further, a gas supply hole 81 for supplying the processing gas to the heat treatment space 65 is formed in the upper part of the inner wall of the chamber 6. The gas supply hole 81 is formed at a position above the recess 62, and may be provided in the reflection ring 68. The gas supply hole 81 is communicated with the gas supply pipe 83 via a buffer space 82 formed in an annular shape inside the side wall of the chamber 6. The gas supply pipe 83 is connected to the processing gas supply source 85. Further, a valve 84 is inserted in the middle of the path of the gas supply pipe 83. When the valve 84 is opened, the processing gas is supplied from the processing gas supply source 85 to the buffer space 82. The processing gas that has flowed into the buffer space 82 flows so as to expand in the buffer space 82 having a smaller fluid resistance than the gas supply hole 81, and is supplied from the gas supply hole 81 into the heat treatment space 65. As the treatment gas, for example , an inert gas such as nitrogen (N 2 ), a reactive gas such as hydrogen (H 2 ) or ammonia (NH 3 ), or a mixed gas in which they are mixed can be used (this). Nitrogen gas in the embodiment).

一方、チャンバー6の内壁下部には熱処理空間65内の気体を排気するガス排気孔86が形設されている。ガス排気孔86は、凹部62よりも下側位置に形設されており、反射リング69に設けられていても良い。ガス排気孔86はチャンバー6の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間87を介してガス排気管88に連通接続されている。ガス排気管88は排気部190に接続されている。また、ガス排気管88の経路途中にはバルブ89が介挿されている。バルブ89が開放されると、熱処理空間65の気体がガス排気孔86から緩衝空間87を経てガス排気管88へと排出される。なお、ガス供給孔81およびガス排気孔86は、チャンバー6の周方向に沿って複数設けられていても良いし、スリット状のものであっても良い。また、処理ガス供給源85および排気部190は、熱処理装置1に設けられた機構であっても良いし、熱処理装置1が設置される工場のユーティリティであっても良い。 On the other hand, a gas exhaust hole 86 for exhausting the gas in the heat treatment space 65 is formed in the lower part of the inner wall of the chamber 6. The gas exhaust hole 86 is formed at a position below the recess 62, and may be provided in the reflection ring 69. The gas exhaust hole 86 is communicated with the gas exhaust pipe 88 via a buffer space 87 formed in an annular shape inside the side wall of the chamber 6. The gas exhaust pipe 88 is connected to the exhaust unit 190. Further, a valve 89 is inserted in the middle of the path of the gas exhaust pipe 88. When the valve 89 is opened, the gas in the heat treatment space 65 is discharged from the gas exhaust hole 86 to the gas exhaust pipe 88 via the buffer space 87. A plurality of gas supply holes 81 and gas exhaust holes 86 may be provided along the circumferential direction of the chamber 6, or may be slit-shaped. Further, the processing gas supply source 85 and the exhaust unit 190 may be a mechanism provided in the heat treatment apparatus 1, or may be a utility of a factory in which the heat treatment apparatus 1 is installed.

図2は、保持部7の全体外観を示す斜視図である。保持部7は、基台リング71、連結部72およびサセプタ74を備えて構成される。基台リング71、連結部72およびサセプタ74はいずれも石英にて形成されている。すなわち、保持部7の全体が石英にて形成されている。 FIG. 2 is a perspective view showing the overall appearance of the holding portion 7. The holding portion 7 includes a base ring 71, a connecting portion 72, and a susceptor 74. The base ring 71, the connecting portion 72 and the susceptor 74 are all made of quartz. That is, the entire holding portion 7 is made of quartz.

基台リング71は円環形状から一部が欠落した円弧形状の石英部材である。この欠落部分は、後述する移載機構10の移載アーム11と基台リング71との干渉を防ぐために設けられている。基台リング71は凹部62の底面に載置されることによって、チャンバー6の壁面に支持されることとなる(図1参照)。基台リング71の上面に、その円環形状の周方向に沿って複数の連結部72(本実施形態では4個)が立設される。連結部72も石英の部材であり、溶接によって基台リング71に固着される。 The base ring 71 is an arc-shaped quartz member in which a part is missing from the ring shape. This missing portion is provided to prevent interference between the transfer arm 11 of the transfer mechanism 10 described later and the base ring 71. By placing the base ring 71 on the bottom surface of the recess 62, the base ring 71 is supported on the wall surface of the chamber 6 (see FIG. 1). A plurality of connecting portions 72 (four in the present embodiment) are erected on the upper surface of the base ring 71 along the circumferential direction of the ring shape. The connecting portion 72 is also a quartz member, and is fixed to the base ring 71 by welding.

サセプタ74は基台リング71に設けられた4個の連結部72によって支持される。図3は、サセプタ74の平面図である。また、図4は、サセプタ74の断面図である。サセプタ74は、保持プレート75、ガイドリング76および複数の基板支持ピン77を備える。保持プレート75は、石英にて形成された略円形の平板状部材である。保持プレート75の直径は半導体ウェハーWの直径よりも大きい。すなわち、保持プレート75は、半導体ウェハーWよりも大きな平面サイズを有する。 The susceptor 74 is supported by four connecting portions 72 provided on the base ring 71. FIG. 3 is a plan view of the susceptor 74. Further, FIG. 4 is a cross-sectional view of the susceptor 74. The susceptor 74 includes a holding plate 75, a guide ring 76 and a plurality of substrate support pins 77. The holding plate 75 is a substantially circular flat plate-shaped member made of quartz. The diameter of the holding plate 75 is larger than the diameter of the semiconductor wafer W. That is, the holding plate 75 has a plane size larger than that of the semiconductor wafer W.

保持プレート75の上面周縁部にガイドリング76が設置されている。ガイドリング76は、半導体ウェハーWの直径よりも大きな内径を有する円環形状の部材である。例えば、半導体ウェハーWの直径がφ300mmの場合、ガイドリング76の内径はφ320mmである。ガイドリング76の内周は、保持プレート75から上方に向けて広くなるようなテーパ面とされている。ガイドリング76は、保持プレート75と同様の石英にて形成される。ガイドリング76は、保持プレート75の上面に溶着するようにしても良いし、別途加工したピンなどによって保持プレート75に固定するようにしても良い。或いは、保持プレート75とガイドリング76とを一体の部材として加工するようにしても良い。 A guide ring 76 is installed on the upper peripheral edge of the holding plate 75. The guide ring 76 is a ring-shaped member having an inner diameter larger than the diameter of the semiconductor wafer W. For example, when the diameter of the semiconductor wafer W is φ300 mm, the inner diameter of the guide ring 76 is φ320 mm. The inner circumference of the guide ring 76 is a tapered surface that widens upward from the holding plate 75. The guide ring 76 is made of quartz similar to the holding plate 75. The guide ring 76 may be welded to the upper surface of the holding plate 75, or may be fixed to the holding plate 75 by a separately processed pin or the like. Alternatively, the holding plate 75 and the guide ring 76 may be processed as an integral member.

保持プレート75の上面のうちガイドリング76よりも内側の領域が半導体ウェハーWを保持する平面状の保持面75aとされる。保持プレート75の保持面75aには、複数の基板支持ピン77が立設されている。本実施形態においては、保持面75aの外周円(ガイドリング76の内周円)と同心円の周上に沿って30°毎に計12個の基板支持ピン77が立設されている。12個の基板支持ピン77を配置した円の径(対向する基板支持ピン77間の距離)は半導体ウェハーWの径よりも小さく、半導体ウェハーWの径がφ300mmであればφ270mm〜φ280mm(本実施形態ではφ270mm)である。それぞれの基板支持ピン77は石英にて形成されている。複数の基板支持ピン77は、保持プレート75の上面に溶接によって設けるようにしても良いし、保持プレート75と一体に加工するようにしても良い。 A region of the upper surface of the holding plate 75 inside the guide ring 76 is a flat holding surface 75a for holding the semiconductor wafer W. A plurality of substrate support pins 77 are erected on the holding surface 75a of the holding plate 75. In the present embodiment, a total of 12 substrate support pins 77 are erected at every 30 ° along the circumference of the outer circumference circle (inner circumference circle of the guide ring 76) of the holding surface 75a and the concentric circles. The diameter of the circle in which the 12 substrate support pins 77 are arranged (distance between the opposing substrate support pins 77) is smaller than the diameter of the semiconductor wafer W, and if the diameter of the semiconductor wafer W is φ300 mm, the diameter is φ270 mm to φ280 mm (this implementation). In the form, it is φ270 mm). Each substrate support pin 77 is made of quartz. The plurality of substrate support pins 77 may be provided on the upper surface of the holding plate 75 by welding, or may be processed integrally with the holding plate 75.

図2に戻り、基台リング71に立設された4個の連結部72とサセプタ74の保持プレート75の周縁部とが溶接によって固着される。すなわち、サセプタ74と基台リング71とは連結部72によって固定的に連結されている。このような保持部7の基台リング71がチャンバー6の壁面に支持されることによって、保持部7がチャンバー6に装着される。保持部7がチャンバー6に装着された状態においては、サセプタ74の保持プレート75は水平姿勢(法線が鉛直方向と一致する姿勢)となる。すなわち、保持プレート75の保持面75aは水平面となる。 Returning to FIG. 2, the four connecting portions 72 erected on the base ring 71 and the peripheral edge portion of the holding plate 75 of the susceptor 74 are fixed by welding. That is, the susceptor 74 and the base ring 71 are fixedly connected by the connecting portion 72. The base ring 71 of the holding portion 7 is supported on the wall surface of the chamber 6, so that the holding portion 7 is mounted on the chamber 6. When the holding portion 7 is mounted on the chamber 6, the holding plate 75 of the susceptor 74 is in a horizontal posture (a posture in which the normal line coincides with the vertical direction). That is, the holding surface 75a of the holding plate 75 is a horizontal plane.

チャンバー6に搬入された半導体ウェハーWは、チャンバー6に装着された保持部7のサセプタ74の上に水平姿勢にて載置されて保持される。このとき、半導体ウェハーWは保持プレート75上に立設された12個の基板支持ピン77によって支持されてサセプタ74に保持される。より厳密には、12個の基板支持ピン77の上端部が半導体ウェハーWの下面に接触して当該半導体ウェハーWを支持する。12個の基板支持ピン77の高さ(基板支持ピン77の上端から保持プレート75の保持面75aまでの距離)は均一であるため、12個の基板支持ピン77によって半導体ウェハーWを水平姿勢に支持することができる。 The semiconductor wafer W carried into the chamber 6 is placed and held in a horizontal posture on the susceptor 74 of the holding portion 7 mounted on the chamber 6. At this time, the semiconductor wafer W is supported by the twelve substrate support pins 77 erected on the holding plate 75 and held by the susceptor 74. More precisely, the upper ends of the 12 substrate support pins 77 come into contact with the lower surface of the semiconductor wafer W to support the semiconductor wafer W. Since the heights of the 12 substrate support pins 77 (distance from the upper end of the substrate support pins 77 to the holding surface 75a of the holding plate 75) are uniform, the semiconductor wafer W is placed in a horizontal position by the 12 substrate support pins 77. Can be supported.

また、半導体ウェハーWは複数の基板支持ピン77によって保持プレート75の保持面75aから所定の間隔を隔てて支持されることとなる。基板支持ピン77の高さよりもガイドリング76の厚さの方が大きい。従って、複数の基板支持ピン77によって支持された半導体ウェハーWの水平方向の位置ずれはガイドリング76によって防止される。 Further, the semiconductor wafer W is supported by a plurality of substrate support pins 77 from the holding surface 75a of the holding plate 75 at a predetermined interval. The thickness of the guide ring 76 is larger than the height of the substrate support pin 77. Therefore, the horizontal misalignment of the semiconductor wafer W supported by the plurality of substrate support pins 77 is prevented by the guide ring 76.

また、図2および図3に示すように、サセプタ74の保持プレート75には、上下に貫通して開口部78が形成されている。開口部78は、放射温度計20が半導体ウェハーWの下面から放射される放射光(赤外光)を受光するために設けられている。すなわち、放射温度計20が開口部78およびチャンバー側部61の貫通孔61aに装着された透明窓21を介して半導体ウェハーWの下面から放射された光を受光して当該半導体ウェハーWの温度を測定する。さらに、サセプタ74の保持プレート75には、後述する移載機構10のリフトピン12が半導体ウェハーWの受け渡しのために貫通する4個の貫通孔79が穿設されている。なお、本実施形態においては、サセプタ74の保持プレート75の下面の一部領域に粗面化加工を施して透過率を低下させているが、これについてはさらに後述する。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the holding plate 75 of the susceptor 74 is formed with an opening 78 that penetrates vertically. The opening 78 is provided so that the radiation thermometer 20 receives the synchrotron radiation (infrared light) radiated from the lower surface of the semiconductor wafer W. That is, the radiation thermometer 20 receives the light radiated from the lower surface of the semiconductor wafer W through the transparent window 21 mounted in the opening 78 and the through hole 61a of the chamber side portion 61, and measures the temperature of the semiconductor wafer W. Measure. Further, the holding plate 75 of the susceptor 74 is provided with four through holes 79 through which the lift pin 12 of the transfer mechanism 10 described later penetrates for the transfer of the semiconductor wafer W. In the present embodiment, a part of the lower surface of the holding plate 75 of the susceptor 74 is roughened to reduce the transmittance, which will be described later.

図5は、移載機構10の平面図である。また、図6は、移載機構10の側面図である。移載機構10は、2本の移載アーム11を備える。移載アーム11は、概ね円環状の凹部62に沿うような円弧形状とされている。それぞれの移載アーム11には2本のリフトピン12が立設されている。移載アーム11およびリフトピン12は石英にて形成されている。各移載アーム11は水平移動機構13によって回動可能とされている。水平移動機構13は、一対の移載アーム11を保持部7に対して半導体ウェハーWの移載を行う移載動作位置(図5の実線位置)と保持部7に保持された半導体ウェハーWと平面視で重ならない退避位置(図5の二点鎖線位置)との間で水平移動させる。水平移動機構13としては、個別のモータによって各移載アーム11をそれぞれ回動させるものであっても良いし、リンク機構を用いて1個のモータによって一対の移載アーム11を連動させて回動させるものであっても良い。 FIG. 5 is a plan view of the transfer mechanism 10. Further, FIG. 6 is a side view of the transfer mechanism 10. The transfer mechanism 10 includes two transfer arms 11. The transfer arm 11 has an arc shape that generally follows the annular recess 62. Two lift pins 12 are erected on each transfer arm 11. The transfer arm 11 and the lift pin 12 are made of quartz. Each transfer arm 11 is rotatable by a horizontal movement mechanism 13. The horizontal movement mechanism 13 has a transfer operation position (solid line position in FIG. 5) for transferring the semiconductor wafer W to the holding portion 7 and the semiconductor wafer W held by the holding portion 7. It is horizontally moved to and from the retracted position (two-dot chain line position in FIG. 5) that does not overlap in a plan view. The horizontal movement mechanism 13 may be one in which each transfer arm 11 is rotated by an individual motor, or a pair of transfer arms 11 are interlocked and rotated by one motor using a link mechanism. It may be something to move.

また、一対の移載アーム11は、昇降機構14によって水平移動機構13とともに昇降移動される。昇降機構14が一対の移載アーム11を移載動作位置にて上昇させると、計4本のリフトピン12がサセプタ74に穿設された貫通孔79(図2,3参照)を通過し、リフトピン12の上端がサセプタ74の上面から突き出る。一方、昇降機構14が一対の移載アーム11を移載動作位置にて下降させてリフトピン12を貫通孔79から抜き取り、水平移動機構13が一対の移載アーム11を開くように移動させると各移載アーム11が退避位置に移動する。一対の移載アーム11の退避位置は、保持部7の基台リング71の直上である。基台リング71は凹部62の底面に載置されているため、移載アーム11の退避位置は凹部62の内側となる。なお、移載機構10の駆動部(水平移動機構13および昇降機構14)が設けられている部位の近傍にも図示省略の排気機構が設けられており、移載機構10の駆動部周辺の雰囲気がチャンバー6の外部に排出されるように構成されている。 Further, the pair of transfer arms 11 are moved up and down together with the horizontal movement mechanism 13 by the elevating mechanism 14. When the elevating mechanism 14 raises the pair of transfer arms 11 at the transfer operation position, a total of four lift pins 12 pass through the through holes 79 (see FIGS. 2 and 3) formed in the susceptor 74, and the lift pins The upper end of 12 protrudes from the upper surface of the susceptor 74. On the other hand, when the elevating mechanism 14 lowers the pair of transfer arms 11 at the transfer operation position, the lift pin 12 is pulled out from the through hole 79, and the horizontal movement mechanism 13 moves the pair of transfer arms 11 so as to open each. The transfer arm 11 moves to the retracted position. The retracted position of the pair of transfer arms 11 is directly above the base ring 71 of the holding portion 7. Since the base ring 71 is placed on the bottom surface of the recess 62, the retracted position of the transfer arm 11 is inside the recess 62. An exhaust mechanism (not shown) is also provided in the vicinity of the portion where the drive unit (horizontal movement mechanism 13 and elevating mechanism 14) of the transfer mechanism 10 is provided, and the atmosphere around the drive unit of the transfer mechanism 10 is provided. Is configured to be discharged to the outside of the chamber 6.

図1に戻り、チャンバー6の上方に設けられたフラッシュ加熱部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、フラッシュ加熱部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。フラッシュ加熱部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の石英窓である。フラッシュ加熱部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が上側チャンバー窓63と相対向することとなる。フラッシュランプFLはチャンバー6の上方からランプ光放射窓53および上側チャンバー窓63を介して熱処理空間65にフラッシュ光を照射する。 Returning to FIG. 1, the flash heating unit 5 provided above the chamber 6 is a light source composed of a plurality of (30 in this embodiment) xenon flash lamp FL inside the housing 51, and above the light source. It is configured to include a reflector 52 provided so as to cover the above. Further, a lamp light emitting window 53 is attached to the bottom of the housing 51 of the flash heating unit 5. The lamp light emitting window 53 constituting the floor portion of the flash heating unit 5 is a plate-shaped quartz window made of quartz. By installing the flash heating unit 5 above the chamber 6, the lamp light emitting window 53 faces the upper chamber window 63. The flash lamp FL irradiates the heat treatment space 65 with flash light from above the chamber 6 through the lamp light emitting window 53 and the upper chamber window 63.

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。複数のフラッシュランプFLが配列される領域は半導体ウェハーWの平面サイズよりも大きい。 Each of the plurality of flash lamps FL is a rod-shaped lamp having a long cylindrical shape, and the longitudinal direction thereof is along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding portion 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 lamp FL is also a horizontal plane. The region where the plurality of flash lamps FL are arranged is larger than the plane size of the semiconductor wafer W.

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円筒形状のガラス管(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100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、ハロゲンランプHLの如き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。すなわち、フラッシュランプFLは、1秒未満の極めて短い時間で瞬間的に発光するパルス発光ランプである。なお、フラッシュランプFLの発光時間は、フラッシュランプFLに電力供給を行うランプ電源のコイル定数によって調整することができる。 The xenon flash lamp FL has a cylindrical glass tube (discharge tube) in which xenon gas is sealed inside and an anode and a cathode connected to a condenser are arranged at both ends thereof, and on the outer peripheral surface of the glass tube. It is provided with an attached trigger electrode. Since xenon gas is electrically an insulator, even if electric charges are accumulated in the condenser, electricity does not flow in the glass tube under normal conditions. However, when a high voltage is applied to the trigger electrode to break the insulation, the electricity stored in the capacitor instantly flows into the glass tube, and light is emitted by the excitation of xenon atoms or molecules at that time. In such a xenon flash lamp FL, the electrostatic energy stored in the capacitor in advance is converted into an extremely short optical pulse of 0.1 millisecond to 100 millisecond, so that the halogen lamp HL is continuously lit. It has the feature that it can irradiate extremely strong light compared to a light source. That is, the flash lamp FL is a pulse light emitting lamp that instantaneously emits light in an extremely short time of less than 1 second. The light emission time of the flash lamp FL can be adjusted by the coil constant of the lamp power supply that supplies power to the flash lamp FL.

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熱処理空間65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いる。 Further, 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 the flash light emitted from the plurality of flash lamps FL toward the heat treatment space 65. The reflector 52 is made of an aluminum alloy plate, and its surface (the surface facing the flash lamp FL) is roughened by blasting.

チャンバー6の下方に設けられたハロゲン加熱部4は、筐体41の内側に複数本(本実施形態では40本)のハロゲンランプHLを内蔵している。ハロゲン加熱部4は、複数のハロゲンランプHLによってチャンバー6の下方から下側チャンバー窓64を介して熱処理空間65への光照射を行って半導体ウェハーWを加熱する。 The halogen heating unit 4 provided below the chamber 6 contains a plurality of halogen lamps HL (40 in this embodiment) inside the housing 41. The halogen heating unit 4 heats the semiconductor wafer W by irradiating the heat treatment space 65 with light from below the chamber 6 through the lower chamber window 64 by a plurality of halogen lamps HL.

図7は、複数のハロゲンランプHLの配置を示す平面図である。40本のハロゲンランプHLは上下2段に分けて配置されている。保持部7に近い上段に20本のハロゲンランプHLが配設されるとともに、上段よりも保持部7から遠い下段にも20本のハロゲンランプHLが配設されている。各ハロゲンランプHLは、長尺の円筒形状を有する棒状ランプである。上段、下段ともに20本のハロゲンランプHLは、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配列されている。よって、上段、下段ともにハロゲンランプHLの配列によって形成される平面は水平面である。 FIG. 7 is a plan view showing the arrangement of a plurality of halogen lamps HL. The 40 halogen lamps HL are arranged in two upper and lower stages. Twenty halogen lamps HL are arranged in the upper stage near the holding portion 7, and 20 halogen lamps HL are also arranged in the lower stage farther from the holding portion 7 than in the upper stage. Each halogen lamp HL is a rod-shaped lamp having a long cylindrical shape. The 20 halogen lamps HL in both the upper and lower stages are arranged so that their longitudinal directions are parallel to each other along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 (that is, along the horizontal direction). There is. Therefore, the plane formed by the arrangement of the halogen lamps HL in both the upper and lower stages is a horizontal plane.

また、図7に示すように、上段、下段ともに保持部7に保持される半導体ウェハーWの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域におけるハロゲンランプHLの配設密度が高くなっている。すなわち、上下段ともに、ランプ配列の中央部よりも周縁部の方がハロゲンランプHLの配設ピッチが短い。このため、ハロゲン加熱部4からの光照射による加熱時に温度低下が生じやすい半導体ウェハーWの周縁部により多い光量の照射を行うことができる。 Further, as shown in FIG. 7, the arrangement density of the halogen lamp HL in the region facing the peripheral edge portion is higher than the region facing the central portion of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 in both the upper and lower stages. There is. That is, in both the upper and lower stages, the arrangement pitch of the halogen lamp HL is shorter in the peripheral portion than in the central portion of the lamp arrangement. Therefore, it is possible to irradiate a peripheral portion of the semiconductor wafer W, which tends to have a temperature drop during heating by light irradiation from the halogen heating unit 4, with a larger amount of light.

また、上段のハロゲンランプHLからなるランプ群と下段のハロゲンランプHLからなるランプ群とが格子状に交差するように配列されている。すなわち、上段に配置された20本のハロゲンランプHLの長手方向と下段に配置された20本のハロゲンランプHLの長手方向とが互いに直交するように計40本のハロゲンランプHLが配設されている。 Further, the lamp group composed of the halogen lamp HL in the upper stage and the lamp group composed of the halogen lamp HL in the lower stage are arranged so as to intersect in a grid pattern. That is, a total of 40 halogen lamps HL are arranged so that the longitudinal direction of the 20 halogen lamps HL arranged in the upper stage and the longitudinal direction of the 20 halogen lamps HL arranged in the lower stage are orthogonal to each other. There is.

ハロゲンランプHLは、ガラス管内部に配設されたフィラメントに通電することでフィラメントを白熱化させて発光させるフィラメント方式の光源である。ガラス管の内部には、窒素やアルゴン等の不活性ガスにハロゲン元素(ヨウ素、臭素等)を微量導入した気体が封入されている。ハロゲン元素を導入することによって、フィラメントの折損を抑制しつつフィラメントの温度を高温に設定することが可能となる。したがって、ハロゲンランプHLは、通常の白熱電球に比べて寿命が長くかつ強い光を連続的に照射できるという特性を有する。すなわち、ハロゲンランプHLは少なくとも1秒以上連続して発光する連続点灯ランプである。また、ハロゲンランプHLは棒状ランプであるため長寿命であり、ハロゲンランプHLを水平方向に沿わせて配置することにより上方の半導体ウェハーWへの放射効率が優れたものとなる。 The halogen lamp HL is a filament type light source that incandescents the filament and emits light by energizing the filament arranged inside the glass tube. Inside the glass tube, a gas in which a small amount of a halogen element (iodine, bromine, etc.) is introduced into an inert gas such as nitrogen or argon is sealed. By introducing the halogen element, it becomes possible to set the temperature of the filament to a high temperature while suppressing the breakage of the filament. Therefore, the halogen lamp HL has a characteristic that it has a longer life and can continuously irradiate strong light as compared with a normal incandescent lamp. That is, the halogen lamp HL is a continuously lit lamp that continuously emits light for at least 1 second or longer. Further, since the halogen lamp HL is a rod-shaped lamp, it has a long life, and by arranging the halogen lamp HL along the horizontal direction, the radiation efficiency to the upper semiconductor wafer W becomes excellent.

また、ハロゲン加熱部4の筐体41内にも、2段のハロゲンランプHLの下側にリフレクタ43が設けられている(図1)。リフレクタ43は、複数のハロゲンランプHLから出射された光を熱処理空間65の側に反射する。 Further, a reflector 43 is also provided under the two-stage halogen lamp HL in the housing 41 of the halogen heating unit 4 (FIG. 1). The reflector 43 reflects the light emitted from the plurality of halogen lamps HL toward the heat treatment space 65.

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回路である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。制御部3のCPUが所定の処理プログラムを実行することによって熱処理装置1における処理が進行する。 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, which is a circuit that performs various arithmetic processes, a ROM, which is a read-only memory for storing basic programs, a RAM, which is a read / write memory for storing various information, and control software and data. It has a magnetic disk to store. The processing in the heat treatment apparatus 1 proceeds when the CPU of the control unit 3 executes a predetermined processing program.

上記の構成以外にも熱処理装置1は、半導体ウェハーWの熱処理時にハロゲンランプHLおよびフラッシュランプFLから発生する熱エネルギーによるハロゲン加熱部4、フラッシュ加熱部5およびチャンバー6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の壁体には水冷管(図示省略)が設けられている。また、ハロゲン加熱部4およびフラッシュ加熱部5は、内部に気体流を形成して排熱する空冷構造とされている。また、上側チャンバー窓63とランプ光放射窓53との間隙にも空気が供給され、フラッシュ加熱部5および上側チャンバー窓63を冷却する。 In addition to the above configuration, the heat treatment apparatus 1 prevents an excessive temperature rise of the halogen heating unit 4, the flash heating unit 5, and the chamber 6 due to the heat energy generated from the halogen lamp HL and the flash lamp FL during the heat treatment of the semiconductor wafer W. Therefore, it has various cooling structures. For example, a water cooling pipe (not shown) is provided on the wall of the chamber 6. Further, the halogen heating unit 4 and the flash heating unit 5 have an air-cooled structure in which a gas flow is formed inside to exhaust heat. In addition, air is also supplied to the gap between the upper chamber window 63 and the lamp light radiating window 53 to cool the flash heating unit 5 and the upper chamber window 63.

次に、熱処理装置1における処理動作について説明する。ここでは、製品となる通常の半導体ウェハー(プロダクトウェハー)Wに対する典型的な熱処理動作について説明する。以下に説明する半導体ウェハーW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, the processing operation in the heat treatment apparatus 1 will be described. Here, a typical heat treatment operation for a normal semiconductor wafer (product wafer) W as a product will be described. The processing procedure of the semiconductor wafer W described below proceeds by the control unit 3 controlling each operation mechanism of the heat treatment apparatus 1.

まず、半導体ウェハーWの処理に先立って給気のためのバルブ84が開放されるとともに、排気用のバルブ89が開放されてチャンバー6内に対する給排気が開始される。バルブ84が開放されると、ガス供給孔81から熱処理空間65に窒素ガスが供給される。また、バルブ89が開放されると、ガス排気孔86からチャンバー6内の気体が排気される。これにより、チャンバー6内の熱処理空間65の上部から供給された窒素ガスが下方へと流れ、熱処理空間65の下部から排気される。 First, prior to the processing of the semiconductor wafer W, the valve 84 for air supply is opened, and the valve 89 for exhaust is opened to start air supply / exhaust to the inside of the chamber 6. When the valve 84 is opened, nitrogen gas is supplied to the heat treatment space 65 from the gas supply hole 81. When the valve 89 is opened, the gas in the chamber 6 is exhausted from the gas exhaust hole 86. As a result, the nitrogen gas supplied from the upper part of the heat treatment space 65 in the chamber 6 flows downward and is exhausted from the lower part of the heat treatment space 65.

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を介して処理対象となる半導体ウェハーWがチャンバー6内の熱処理空間65に搬入される。このときには、半導体ウェハーWの搬入にともなって装置外部の雰囲気を巻き込むおそれがあるが、チャンバー6には窒素ガスが供給され続けているため、搬送開口部66から窒素ガスが流出して、そのような外部雰囲気の巻き込みを最小限に抑制することができる。 Subsequently, the gate valve 185 is opened to open the transfer opening 66, and the semiconductor wafer W to be processed is carried into the heat treatment space 65 in the chamber 6 through the transfer opening 66 by the transfer robot outside the apparatus. At this time, there is a possibility that the atmosphere outside the apparatus may be involved with the loading of the semiconductor wafer W, but since the nitrogen gas continues to be supplied to the chamber 6, the nitrogen gas flows out from the transport opening 66, and such a situation occurs. It is possible to minimize the entrainment of an external atmosphere.

搬送ロボットによって搬入された半導体ウェハーWは保持部7の直上位置まで進出して停止する。そして、移載機構10の一対の移載アーム11が退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン12が貫通孔79を通ってサセプタ74の保持プレート75の上面から突き出て半導体ウェハーWを受け取る。このとき、リフトピン12は基板支持ピン77の上端よりも上方にまで上昇する。 The semiconductor wafer W carried in by the transfer robot advances to a position directly above the holding portion 7 and stops. Then, the pair of transfer arms 11 of the transfer mechanism 10 move horizontally from the retracted position to the transfer operation position and rise, so that the lift pin 12 protrudes from the upper surface of the holding plate 75 of the susceptor 74 through the through hole 79. Receives the semiconductor wafer W. At this time, the lift pin 12 rises above the upper end of the substrate support pin 77.

半導体ウェハーWがリフトピン12に載置された後、搬送ロボットが熱処理空間65から退出し、ゲートバルブ185によって搬送開口部66が閉鎖される。そして、一対の移載アーム11が下降することにより、半導体ウェハーWは移載機構10から保持部7のサセプタ74に受け渡されて水平姿勢にて下方より保持される。半導体ウェハーWは、保持プレート75上に立設された複数の基板支持ピン77によって支持されてサセプタ74に保持される。また、半導体ウェハーWは、パターン形成のなされた表面を上面として保持部7に保持される。複数の基板支持ピン77によって支持された半導体ウェハーWの裏面(表面とは反対側の主面)と保持プレート75の保持面75aとの間には所定の間隔が形成される。サセプタ74の下方にまで下降した一対の移載アーム11は水平移動機構13によって退避位置、すなわち凹部62の内側に退避する。 After the semiconductor wafer W is placed on the lift pin 12, the transfer robot exits the heat treatment space 65, and the transfer opening 66 is closed by the gate valve 185. Then, as the pair of transfer arms 11 descend, the semiconductor wafer W is handed over from the transfer mechanism 10 to the susceptor 74 of the holding portion 7 and held in a horizontal posture from below. The semiconductor wafer W is supported by a plurality of substrate support pins 77 erected on the holding plate 75 and held by the susceptor 74. Further, the semiconductor wafer W is held by the holding portion 7 with the patterned surface as the upper surface. A predetermined distance is formed between the back surface (main surface opposite to the front surface) of the semiconductor wafer W supported by the plurality of substrate support pins 77 and the holding surface 75a of the holding plate 75. The pair of transfer arms 11 lowered to the lower side of the susceptor 74 are retracted to the retracted position, that is, inside the recess 62 by the horizontal moving mechanism 13.

半導体ウェハーWが石英にて形成された保持部7のサセプタ74によって水平姿勢にて下方より保持された後、ハロゲン加熱部4の40本のハロゲンランプHLが一斉に点灯して予備加熱(アシスト加熱)が開始される。ハロゲンランプHLから出射されたハロゲン光は、石英にて形成された下側チャンバー窓64およびサセプタ74を透過して半導体ウェハーWの下面に照射される。ハロゲンランプHLからの光照射を受けることによって半導体ウェハーWが予備加熱されて温度が上昇する。なお、移載機構10の移載アーム11は凹部62の内側に退避しているため、ハロゲンランプHLによる加熱の障害となることは無い。 After the semiconductor wafer W is held from below in a horizontal position by the susceptor 74 of the holding portion 7 made of quartz, the 40 halogen lamps HL of the halogen heating portion 4 are turned on all at once for preheating (assist heating). ) Is started. The halogen light emitted from the halogen lamp HL passes through the lower chamber window 64 and the susceptor 74 made of quartz and irradiates the lower surface of the semiconductor wafer W. By receiving the light irradiation from the halogen lamp HL, the semiconductor wafer W is preheated and the temperature rises. Since the transfer arm 11 of the transfer mechanism 10 is retracted inside the recess 62, it does not interfere with heating by the halogen lamp HL.

ハロゲンランプHLからの光照射によって昇温する半導体ウェハーWの温度は放射温度計20によって測定される。測定された半導体ウェハーWの温度は制御部3に伝達される。制御部3は、ハロゲンランプHLからの光照射によって昇温する半導体ウェハーWの温度が所定の予備加熱温度T1に到達したか否かを監視しつつ、ハロゲンランプHLの出力を制御する。すなわち、制御部3は、放射温度計20による測定値に基づいて、半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1となるようにハロゲンランプHLの出力をフィードバック制御する。 The temperature of the semiconductor wafer W, which is raised by irradiation with light from the halogen lamp HL, is measured by the radiation thermometer 20. The measured temperature of the semiconductor wafer W is transmitted to the control unit 3. The control unit 3 controls the output of the halogen lamp HL while monitoring whether or not the temperature of the semiconductor wafer W, which is raised by light irradiation from the halogen lamp HL, has reached a predetermined preheating temperature T1. That is, the control unit 3 feedback-controls the output of the halogen lamp HL so that the temperature of the semiconductor wafer W becomes the preheating temperature T1 based on the measured value by the radiation thermometer 20.

半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1に到達した後、制御部3は半導体ウェハーWをその予備加熱温度T1に暫時維持する。具体的には、放射温度計20によって測定される半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1に到達した時点にて制御部3がハロゲンランプHLの出力を調整し、半導体ウェハーWの温度をほぼ予備加熱温度T1に維持している。 After the temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1, the control unit 3 maintains the semiconductor wafer W at the preheating temperature T1 for a while. Specifically, when the temperature of the semiconductor wafer W measured by the radiation thermometer 20 reaches the preheating temperature T1, the control unit 3 adjusts the output of the halogen lamp HL to substantially reserve the temperature of the semiconductor wafer W. The heating temperature is maintained at T1.

半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1に到達して所定時間が経過した時点でフラッシュ加熱部5のフラッシュランプFLがサセプタ74に保持された半導体ウェハーWの表面にフラッシュ光照射を行う。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。 When the temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1 and a predetermined time elapses, the flash lamp FL of the flash heating unit 5 irradiates the surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74 with flash light. At this time, a part of the flash light radiated from the flash lamp FL goes directly into the chamber 6, and the other part is once reflected by the reflector 52 and then goes into the chamber 6, and these flash lights The semiconductor wafer W is flash-heated by irradiation.

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(閃光)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。すなわち、フラッシュランプFLから照射されるフラッシュ光は、予めコンデンサーに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ミリセカンド以上100ミリセカンド以下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℃以上の処理温度T2まで上昇した後、急速に下降する。 Since the flash heating is performed by irradiating the flash light (flash) from the flash lamp FL, the surface temperature of the semiconductor wafer W can be raised in a short time. That is, the flash light emitted from the flash lamp FL has an extremely short irradiation time of 0.1 millisecond or more and 100 millisecond or less, in which the electrostatic energy stored in the capacitor in advance is converted into an extremely short optical pulse. It is a strong flash. Then, the surface temperature of the semiconductor wafer W, which is flash-heated by the flash light irradiation from the flash lamp FL, momentarily rises to the processing temperature T2 of 1000 ° C. or higher, and then rapidly falls.

フラッシュ加熱処理が終了した後、所定時間経過後にハロゲンランプHLが消灯する。これにより、半導体ウェハーWが予備加熱温度T1から急速に降温する。降温中の半導体ウェハーWの温度は放射温度計20によって測定され、その測定結果は制御部3に伝達される。制御部3は、放射温度計20の測定結果より半導体ウェハーWの温度が所定温度まで降温したか否かを監視する。そして、半導体ウェハーWの温度が所定以下にまで降温した後、移載機構10の一対の移載アーム11が再び退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン12がサセプタ74の上面から突き出て熱処理後の半導体ウェハーWをサセプタ74から受け取る。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、リフトピン12上に載置された半導体ウェハーWが装置外部の搬送ロボットによりチャンバー6から搬出され、半導体ウェハーWの加熱処理が完了する。 After the flash heat treatment is completed, the halogen lamp HL is turned off after a lapse of a predetermined time. As a result, the semiconductor wafer W rapidly drops from the preheating temperature T1. The temperature of the semiconductor wafer W during cooling is measured by the radiation thermometer 20, and the measurement result is transmitted to the control unit 3. The control unit 3 monitors whether or not the temperature of the semiconductor wafer W has dropped to a predetermined temperature based on the measurement result of the radiation thermometer 20. Then, after the temperature of the semiconductor wafer W is lowered to a predetermined value or less, the pair of transfer arms 11 of the transfer mechanism 10 horizontally move from the retracted position to the transfer operation position again and rise, so that the lift pin 12 is a susceptor. The semiconductor wafer W that protrudes from the upper surface of 74 and has been heat-treated is received from the susceptor 74. Subsequently, the transfer opening 66 closed by the gate valve 185 is opened, the semiconductor wafer W mounted on the lift pin 12 is carried out from the chamber 6 by a transfer robot outside the apparatus, and the semiconductor wafer W is heat-treated. Complete.

光照射によって加熱される半導体ウェハーWを支持するサセプタ74の下面(厳密にはサセプタ74の保持プレート75の下面)の一部領域には粗面化加工が施されている。以下、サセプタ74に対する粗面化加工の手順について説明する。 A part of the lower surface of the susceptor 74 (strictly speaking, the lower surface of the holding plate 75 of the susceptor 74) that supports the semiconductor wafer W heated by light irradiation is roughened. Hereinafter, the procedure for roughening the susceptor 74 will be described.

まず、粗面化加工が全く施されていないサセプタ74に半導体ウェハーWを支持した状態でハロゲンランプHLから光照射を行ったときに半導体ウェハーWに生じる面内温度分布を求める。ハロゲンランプHLは上面に半導体ウェハーWを支持するサセプタ74の下方から光照射を行う。ハロゲンランプHLから出射された光は石英のサセプタ74を透過して半導体ウェハーWの裏面に照射される。ハロゲンランプHLからの光照射を受けることによって半導体ウェハーWが加熱されて昇温するのであるが、このときに半導体ウェハーWに面内温度分布が生じる。そして、その半導体ウェハーWに生じた面内温度分布を取得するのである。面内温度分布は、実際にサセプタ74に支持した半導体ウェハーWにハロゲンランプHLから光照射を行って求めるようにしても良いし、シミュレーションによって取得するようにしても良い(以降の面内温度分布の取得も同様である)。 First, the in-plane temperature distribution generated in the semiconductor wafer W when light irradiation is performed from the halogen lamp HL in a state where the semiconductor wafer W is supported on the susceptor 74 which has not been roughened at all is obtained. The halogen lamp HL irradiates the upper surface of the halogen lamp HL with light from below the susceptor 74 that supports the semiconductor wafer W. The light emitted from the halogen lamp HL passes through the quartz susceptor 74 and irradiates the back surface of the semiconductor wafer W. The semiconductor wafer W is heated and raised in temperature by being irradiated with light from the halogen lamp HL. At this time, an in-plane temperature distribution is generated in the semiconductor wafer W. Then, the in-plane temperature distribution generated on the semiconductor wafer W is acquired. The in-plane temperature distribution may be obtained by irradiating the semiconductor wafer W actually supported by the susceptor 74 with light from the halogen lamp HL, or may be obtained by simulation (subsequent in-plane temperature distribution). The same applies to the acquisition of).

図8は、半導体ウェハーWに生じた面内温度分布の一例を示す図である。同図の横軸には、直径φ300mmの半導体ウェハーWの径方向に沿ったウェハー中心からの距離を示している。同図の縦軸には、熱処理の結果として得られる半導体ウェハーWのシート抵抗値を示している(図11,14,17,20において同じ)。シート抵抗値が小さくなるほど、半導体ウェハーWが高温に加熱されていたことを示している。すなわち、図8では、下側ほど半導体ウェハーWが高温である。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the in-plane temperature distribution generated on the semiconductor wafer W. The horizontal axis of the figure shows the distance from the center of the wafer along the radial direction of the semiconductor wafer W having a diameter of φ300 mm. The vertical axis of the figure shows the sheet resistance value of the semiconductor wafer W obtained as a result of the heat treatment (same in FIGS. 11, 14, 17, and 20). The smaller the sheet resistance value, the higher the temperature of the semiconductor wafer W. That is, in FIG. 8, the semiconductor wafer W has a higher temperature toward the lower side.

図8に示すように、粗面化加工が全く施されていないサセプタ74に支持した半導体ウェハーWにハロゲンランプHLから光照射を行ったときには、半導体ウェハーWの中心部近傍が高温に加熱される一方で周縁部は比較的低温となる傾向が認められる。すなわち、半導体ウェハーWに生じる面内温度分布は均一であるとは言えない。 As shown in FIG. 8, when the semiconductor wafer W supported on the susceptor 74 which has not been roughened at all is irradiated with light from the halogen lamp HL, the vicinity of the central portion of the semiconductor wafer W is heated to a high temperature. On the other hand, the peripheral part tends to be relatively cold. That is, it cannot be said that the in-plane temperature distribution generated on the semiconductor wafer W is uniform.

図8に示す温度分布では、半導体ウェハーWの中心部近傍が所定温度以上の高温に加熱されているため、図10に示すように、半導体ウェハーWの中心部に対向するサセプタ74の下面の中心部領域91に粗面化加工を施す。すなわち、図8の温度分布において所定温度以上となる半導体ウェハーWの高温領域に対向するサセプタ74の表面の一部領域を粗面とするのである。粗面化加工は、例えばサンドブラスト処理によって行うようにすれば良い。サセプタ74の下面の中心部領域91が粗面とされることにより、その中心部領域91の光の透過率が他の領域の透過率よりも低くなる。なお、図10は、サセプタ74を下方から見た平面図であるが、開口部78および貫通孔79については図示を省略している(図13,16,19において同じ)。 In the temperature distribution shown in FIG. 8, since the vicinity of the central portion of the semiconductor wafer W is heated to a high temperature equal to or higher than a predetermined temperature, as shown in FIG. 10, the center of the lower surface of the susceptor 74 facing the central portion of the semiconductor wafer W. The portion area 91 is roughened. That is, a part of the surface of the susceptor 74 facing the high temperature region of the semiconductor wafer W whose temperature is equal to or higher than the predetermined temperature in the temperature distribution of FIG. 8 is roughened. The roughening process may be performed by, for example, sandblasting. By making the central region 91 on the lower surface of the susceptor 74 a rough surface, the light transmittance of the central region 91 is lower than that of the other regions. Note that FIG. 10 is a plan view of the susceptor 74 as viewed from below, but the opening 78 and the through hole 79 are not shown (the same applies to FIGS. 13, 16 and 19).

図9は、図10での粗面化加工の効果を示す図である。同図の横軸には、直径φ300mmの半導体ウェハーWの径方向に沿ったウェハー中心からの距離を示している。同図の縦軸には、シート抵抗値増加量を示している(図12,15,18において同じ)。サセプタ74の下面の中心部領域91が粗面とされることにより、ハロゲンランプHLから光照射を行ったときに、半導体ウェハーWの中心部近傍に到達する光の光量が低下し、当該中心部近傍の温度が低下する(つまり、シート抵抗値は増加する)。シート抵抗値の増加量は、粗面とされる中心部領域91の大きさおよび粗さによって調子可能である。 FIG. 9 is a diagram showing the effect of the roughening process in FIG. The horizontal axis of the figure shows the distance from the center of the wafer along the radial direction of the semiconductor wafer W having a diameter of φ300 mm. The vertical axis of the figure shows the amount of increase in the sheet resistance value (same in FIGS. 12, 15 and 18). Since the central region 91 on the lower surface of the susceptor 74 is a rough surface, the amount of light that reaches the vicinity of the central portion of the semiconductor wafer W decreases when light is irradiated from the halogen lamp HL, and the central portion thereof. The temperature in the vicinity decreases (that is, the sheet resistance value increases). The amount of increase in the sheet resistance value can be adjusted by the size and roughness of the central region 91 which is regarded as a rough surface.

次に、図10に示すような粗面化加工が施されたサセプタ74に半導体ウェハーWを支持した状態でハロゲンランプHLから光照射を行ったときに半導体ウェハーWに生じる面内温度分布を求める。ハロゲンランプHLから出射された光はサセプタ74を透過して半導体ウェハーWの裏面に照射されるのであるが、中心部領域91の透過率が低くなっているため、半導体ウェハーWの中心部近傍の照度が低下して当該中心部近傍の温度が相対的に低くなる。 Next, the in-plane temperature distribution generated on the semiconductor wafer W when light irradiation is performed from the halogen lamp HL while the semiconductor wafer W is supported on the susceptor 74 subjected to the roughening process as shown in FIG. 10 is obtained. .. The light emitted from the halogen lamp HL passes through the susceptor 74 and irradiates the back surface of the semiconductor wafer W. However, since the transmittance of the central region 91 is low, the light emitted from the halogen lamp HL is in the vicinity of the central portion of the semiconductor wafer W. The illuminance decreases and the temperature near the center becomes relatively low.

図11は、図10に示すような粗面化加工が施されたサセプタ74に支持した半導体ウェハーWに生じる面内温度分布の一例を示す図である。図11に示すように、中心部領域91が粗面とされたサセプタ74に支持した半導体ウェハーWにハロゲンランプHLから光照射を行ったときには、図8に比較して半導体ウェハーWの中心近傍の温度が低下している。すなわち、図11の面内温度分布は、概ね図8の面内温度分布に図9が合成されたものである。 FIG. 11 is a diagram showing an example of the in-plane temperature distribution generated in the semiconductor wafer W supported on the susceptor 74 subjected to the roughening process as shown in FIG. As shown in FIG. 11, when the semiconductor wafer W supported by the susceptor 74 whose central region 91 is a rough surface is irradiated with light from the halogen lamp HL, it is closer to the center of the semiconductor wafer W as compared with FIG. The temperature is low. That is, the in-plane temperature distribution in FIG. 11 is roughly a composite of FIG. 9 with the in-plane temperature distribution in FIG.

図13に示すように、図11の温度分布において所定温度以上となる半導体ウェハーWの高温領域に対向するサセプタ74の下面の領域92に粗面化加工を施す。領域92は中心部領域91を取り囲むような円環状の領域である。図13においては、サセプタ74の下面の中心部領域91およびそれを取り囲む領域92が粗面とされている。 As shown in FIG. 13, the region 92 on the lower surface of the susceptor 74 facing the high temperature region of the semiconductor wafer W whose temperature is equal to or higher than the predetermined temperature in the temperature distribution of FIG. 11 is roughened. The region 92 is an annular region that surrounds the central region 91. In FIG. 13, the central region 91 on the lower surface of the susceptor 74 and the region 92 surrounding the central region 91 are rough surfaces.

図12は、図13での新たな粗面化加工の効果(領域92による効果)を示す図である。サセプタ74の下面の領域92が粗面とされることにより、ハロゲンランプHLから光照射を行ったときに、領域92に対向する半導体ウェハーWの部位の温度が低下する。その温度の低下量は、粗面とされる領域92の幅および粗さによって調整可能である。 FIG. 12 is a diagram showing the effect of the new roughening process (effect of the region 92) in FIG. Since the region 92 on the lower surface of the susceptor 74 is a rough surface, the temperature of the portion of the semiconductor wafer W facing the region 92 decreases when light is irradiated from the halogen lamp HL. The amount of decrease in temperature can be adjusted by the width and roughness of the region 92 to be a rough surface.

次に、図13に示すような粗面化加工が施されたサセプタ74に半導体ウェハーWを支持した状態でハロゲンランプHLから光照射を行ったときに半導体ウェハーWに生じる面内温度分布を求める。図14は、図13に示すような粗面化加工が施されたサセプタ74に支持した半導体ウェハーWに生じる面内温度分布の一例を示す図である。図14に示すように、中心部領域91および領域92が粗面とされたサセプタ74に支持された半導体ウェハーWにハロゲンランプHLから光照射を行ったときには、それら中心部領域91および領域92に対向する半導体ウェハーWの部位の温度が相対的に低下している。図14の面内温度分布は、概ね図11の面内温度分布に図12が合成されたものである。 Next, the in-plane temperature distribution generated on the semiconductor wafer W when light irradiation is performed from the halogen lamp HL while the semiconductor wafer W is supported on the susceptor 74 subjected to the roughening process as shown in FIG. 13 is obtained. .. FIG. 14 is a diagram showing an example of the in-plane temperature distribution generated in the semiconductor wafer W supported on the susceptor 74 subjected to the roughening process as shown in FIG. As shown in FIG. 14, when the semiconductor wafer W supported by the susceptor 74 having the central region 91 and the region 92 as a rough surface is irradiated with light from the halogen lamp HL, the central region 91 and the region 92 are exposed to the light. The temperature of the portion of the semiconductor wafer W facing each other is relatively low. The in-plane temperature distribution of FIG. 14 is roughly a composite of FIG. 12 with the in-plane temperature distribution of FIG.

図16に示すように、図14の温度分布において所定温度以上となる半導体ウェハーWの高温領域に対向するサセプタ74の下面の領域93に粗面化加工を施す。領域93は領域92をさらに取り囲むような円環状の領域である。図16においては、サセプタ74の下面の中心部領域91、領域92および領域93が粗面とされている。 As shown in FIG. 16, a roughening process is performed on a region 93 on the lower surface of the susceptor 74 facing a high temperature region of the semiconductor wafer W whose temperature is equal to or higher than a predetermined temperature in the temperature distribution of FIG. The region 93 is an annular region that further surrounds the region 92. In FIG. 16, the central region 91, the region 92, and the region 93 on the lower surface of the susceptor 74 are rough surfaces.

図15は、図16での新たな粗面化加工の効果(領域93による効果)を示す図である。サセプタ74の下面の領域93が粗面とされることにより、ハロゲンランプHLから光照射を行ったときに、領域93に対向する半導体ウェハーWの部位の温度が低下する。その温度の低下量は、粗面とされる領域93の幅および粗さによって調整可能である。 FIG. 15 is a diagram showing the effect of the new roughening process (effect of the region 93) in FIG. Since the region 93 on the lower surface of the susceptor 74 is a rough surface, the temperature of the portion of the semiconductor wafer W facing the region 93 decreases when light is irradiated from the halogen lamp HL. The amount of decrease in temperature can be adjusted by the width and roughness of the region 93 to be a rough surface.

同様に、図16に示すような粗面化加工が施されたサセプタ74に半導体ウェハーWを支持した状態でハロゲンランプHLから光照射を行ったときに半導体ウェハーWに生じる面内温度分布を求める。図17は、図16に示すような粗面化加工が施されたサセプタ74に支持した半導体ウェハーWに生じる面内温度分布の一例を示す図である。図17に示すように、中心部領域91、領域92および領域93が粗面とされたサセプタ74に支持された半導体ウェハーWにハロゲンランプHLから光照射を行ったときには、それら中心部領域91、領域92および領域93に対向する半導体ウェハーWの部位の温度が相対的に低下している。図17の面内温度分布は、概ね図14の面内温度分布に図15が合成されたものである。 Similarly, the in-plane temperature distribution generated on the semiconductor wafer W when light irradiation is performed from the halogen lamp HL while the semiconductor wafer W is supported on the susceptor 74 subjected to the roughening process as shown in FIG. 16 is obtained. .. FIG. 17 is a diagram showing an example of the in-plane temperature distribution generated in the semiconductor wafer W supported on the susceptor 74 subjected to the roughening process as shown in FIG. As shown in FIG. 17, when the semiconductor wafer W supported by the susceptor 74 having the central region 91, the region 92 and the region 93 as a rough surface is irradiated with light from the halogen lamp HL, the central region 91, The temperature of the portion of the semiconductor wafer W facing the region 92 and the region 93 is relatively low. The in-plane temperature distribution of FIG. 17 is roughly a composite of FIG. 15 with the in-plane temperature distribution of FIG.

図17に示す温度分布では、半導体ウェハーWの周縁部近傍が所定温度以上の高温に加熱されているため、図19に示すように、半導体ウェハーWの周縁部に対向するサセプタ74の下面の周縁部領域94に粗面化加工を施す。すなわち、図17の温度分布において所定温度以上となる半導体ウェハーWの高温領域に対向するサセプタ74の下面の周縁部領域94に粗面化加工を施す。周縁部領域94は、半導体ウェハーWの周縁部に対向する円環状の領域である。図19においては、サセプタ74の下面の中心部領域91、領域92、領域93および周縁部領域94が粗面とされている。 In the temperature distribution shown in FIG. 17, since the vicinity of the peripheral edge portion of the semiconductor wafer W is heated to a high temperature equal to or higher than a predetermined temperature, as shown in FIG. 19, the peripheral edge of the lower surface of the susceptor 74 facing the peripheral edge portion of the semiconductor wafer W. The portion region 94 is roughened. That is, the peripheral edge region 94 on the lower surface of the susceptor 74 facing the high temperature region of the semiconductor wafer W whose temperature is equal to or higher than the predetermined temperature in the temperature distribution of FIG. 17 is roughened. The peripheral edge region 94 is an annular region facing the peripheral edge of the semiconductor wafer W. In FIG. 19, the central region 91, the region 92, the region 93, and the peripheral region 94 on the lower surface of the susceptor 74 are rough surfaces.

図18は、図19での新たな粗面化加工の効果(周縁部領域94による効果)を示す図である。サセプタ74の下面の周縁部領域94が粗面とされることにより、ハロゲンランプHLから光照射を行ったときに、周縁部領域94に対向する半導体ウェハーWの周縁部の温度が低下する。その温度の低下量は、粗面とされる周縁部領域94の幅および粗さによって調整可能である。 FIG. 18 is a diagram showing the effect of the new roughening process (effect of the peripheral region 94) in FIG. Since the peripheral edge region 94 on the lower surface of the susceptor 74 is a rough surface, the temperature of the peripheral edge portion of the semiconductor wafer W facing the peripheral edge region 94 is lowered when light is irradiated from the halogen lamp HL. The amount of decrease in temperature can be adjusted by the width and roughness of the peripheral edge region 94 to be a rough surface.

図20は、図19に示すような粗面化加工が施されたサセプタ74に半導体ウェハーWを支持した状態でハロゲンランプHLから光照射を行ったときに半導体ウェハーWに生じる面内温度分布の一例を示す図である。図20に示すように、中心部領域91、領域92、領域93および周縁部領域94が粗面とされたサセプタ74に支持された半導体ウェハーWにハロゲンランプHLから光照射を行ったときには、それら中心部領域91、領域92、領域93および周縁部領域94に対向する半導体ウェハーWの部位の温度が相対的に低下している。図20の面内温度分布は、概ね図17の面内温度分布に図18が合成されたものである。 FIG. 20 shows the in-plane temperature distribution generated on the semiconductor wafer W when light is irradiated from the halogen lamp HL while the semiconductor wafer W is supported on the susceptor 74 subjected to the roughening process as shown in FIG. It is a figure which shows an example. As shown in FIG. 20, when the semiconductor wafer W supported by the susceptor 74 having the central region 91, the region 92, the region 93 and the peripheral region 94 as rough surfaces is irradiated with light from the halogen lamp HL, they are used. The temperature of the portion of the semiconductor wafer W facing the central region 91, the region 92, the region 93, and the peripheral region 94 is relatively low. The in-plane temperature distribution of FIG. 20 is roughly a composite of FIG. 18 with the in-plane temperature distribution of FIG.

図8と図20とを比較すれば明らかなように、図19に示すような粗面の領域が形成されたサセプタ74に半導体ウェハーWを支持してハロゲンランプHLから光照射を行うと、半導体ウェハーWに生じる面内温度分布が顕著に均一となる。その結果、ハロゲンランプHLによる予備加熱時には半導体ウェハーWの面内温度分布が均一となり、その後に良好なフラッシュ加熱処理を行うことが可能となる。 As is clear from a comparison between FIGS. 8 and 20, when the semiconductor wafer W is supported on the susceptor 74 in which the rough surface region as shown in FIG. 19 is formed and light is irradiated from the halogen lamp HL, the semiconductor The in-plane temperature distribution generated on the wafer W becomes remarkably uniform. As a result, the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer W becomes uniform during the preheating by the halogen lamp HL, and then a good flash heat treatment can be performed.

本実施形態においては、サセプタ74に支持された半導体ウェハーWにハロゲンランプHLから光を照射したときに半導体ウェハーWに生じる面内温度分布を取得する工程と、その面内温度分布において所定温度以上となる半導体ウェハーWの高温領域に対向するサセプタ74の表面の一部領域を粗面とする工程と、を複数回繰り返している。これにより、図19に示すように、サセプタ74の下面には複数の粗面領域が形成される。そして、図19に示すようなサセプタ74に半導体ウェハーWを支持してハロゲンランプHLから光照射を行うことにより、半導体ウェハーWの高温領域の照度が低下し、半導体ウェハーWの面内温度分布の均一性を高めることができる。 In the present embodiment, a step of acquiring the in-plane temperature distribution generated on the semiconductor wafer W when the semiconductor wafer W supported by the susceptor 74 is irradiated with light from the halogen lamp HL, and a predetermined temperature or higher in the in-plane temperature distribution. The step of roughening a part of the surface of the susceptor 74 facing the high temperature region of the semiconductor wafer W is repeated a plurality of times. As a result, as shown in FIG. 19, a plurality of rough surface regions are formed on the lower surface of the susceptor 74. Then, by supporting the semiconductor wafer W on the susceptor 74 as shown in FIG. 19 and irradiating the semiconductor wafer W with light from the halogen lamp HL, the illuminance in the high temperature region of the semiconductor wafer W is reduced, and the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer W is reduced. Uniformity can be improved.

半導体ウェハーWとハロゲンランプHLとの間に存在する他の石英部材、例えば下側チャンバー窓64に粗面領域を設けたとしても同様の効果が期待できるが、半導体ウェハーWとの距離がより短いサセプタ74に粗面領域を設けるようにした方がより高い精度にて半導体ウェハーWの面内温度分布を均一にすることができる。 The same effect can be expected even if a rough surface region is provided on another quartz member existing between the semiconductor wafer W and the halogen lamp HL, for example, the lower chamber window 64, but the distance from the semiconductor wafer W is shorter. If the susceptor 74 is provided with a rough surface region, the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer W can be made uniform with higher accuracy.

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、サセプタ74に支持された半導体ウェハーWの温度分布を取得する工程と、その温度分布に基づいてサセプタ74の一部領域に粗面化加工を施す工程とを4回繰り返していたが、これに限定されるものではない。両工程を繰り返す回数は、4回より多くても良いし、4回未満であっても良く、少なくとも1回以上であれば良い。両工程を繰り返す回数が多くなるほど、ハロゲンランプHLから光を照射したときの半導体ウェハーWの面内温度分布の均一性を高めることができるものの、作業が繁雑になる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above as long as the gist of the present invention is not deviated. For example, in the above embodiment, the step of acquiring the temperature distribution of the semiconductor wafer W supported by the susceptor 74 and the step of roughening a part of the region of the susceptor 74 based on the temperature distribution are performed four times. Again, this is not the only limitation. The number of times both steps are repeated may be more than four times, less than four times, and at least once. As the number of times both steps are repeated increases, the uniformity of the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer W when irradiating light from the halogen lamp HL can be improved, but the work becomes complicated.

また、半導体ウェハーWに生じる面内温度分布における温度の高さに応じて粗面の粗さを異ならせるようにしても良い。具体的には、半導体ウェハーWの高温領域における温度が高くなるほど、その温度が高くなる位置に対向するサセプタ74の部位の表面粗さを粗くすれば良い。このようにすれば、半導体ウェハーWの高温領域における温度が高くなるほど、その温度が高くなる位置に対向するサセプタ74の部位の透過率が低くなり、半導体ウェハーWの当該位置における温度がより大きく低下することとなる。その結果、より高い精度にて半導体ウェハーWの面内温度分布の均一性を高めることができる。 Further, the roughness of the rough surface may be made different according to the height of the temperature in the in-plane temperature distribution generated in the semiconductor wafer W. Specifically, the higher the temperature in the high temperature region of the semiconductor wafer W, the rougher the surface roughness of the portion of the susceptor 74 facing the position where the temperature rises. In this way, as the temperature in the high temperature region of the semiconductor wafer W becomes higher, the transmittance of the portion of the susceptor 74 facing the position where the temperature becomes higher becomes lower, and the temperature of the semiconductor wafer W at that position is further lowered. Will be done. As a result, the uniformity of the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer W can be improved with higher accuracy.

また、上記実施形態においては、サセプタ74の下面に粗面化加工を施していたが、これに代えてサセプタ74の上面に粗面化加工を施すようにしても良い。サセプタ74の上面を粗面にしたとしても、上記実施形態と同様の作用効果により、半導体ウェハーWの面内温度分布の均一性を高めることができる。但し、サセプタ74の上面を粗面とすると支持した半導体ウェハーWと粗面とが擦れてパーティクルが発生するおそれがあるため、上記実施形態のようにサセプタ74の下面を粗面とするのが好ましい。 Further, in the above embodiment, the lower surface of the susceptor 74 is roughened, but instead of this, the upper surface of the susceptor 74 may be roughened. Even if the upper surface of the susceptor 74 is roughened, the uniformity of the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer W can be improved by the same action and effect as in the above embodiment. However, if the upper surface of the susceptor 74 is a rough surface, the supported semiconductor wafer W and the rough surface may rub against each other to generate particles. Therefore, it is preferable that the lower surface of the susceptor 74 is a rough surface as in the above embodiment. ..

また、サセプタ74の下面の周縁部領域94を粗面とするのに代えて、サセプタ74の上面の周縁部領域94に石英のリング状部材を設け、そのリング状部材によって半導体ウェハーWを支持するようにしても良い。これにより、周縁部領域94と対向する半導体ウェハーWの部位が石英のリング状部材によって冷却され、周縁部領域94を粗面とするのと同様の効果を得ることができる。 Further, instead of making the peripheral edge region 94 on the lower surface of the susceptor 74 a rough surface, a quartz ring-shaped member is provided in the peripheral edge region 94 on the upper surface of the susceptor 74, and the semiconductor wafer W is supported by the ring-shaped member. You may do so. As a result, the portion of the semiconductor wafer W facing the peripheral edge region 94 is cooled by the quartz ring-shaped member, and the same effect as when the peripheral edge region 94 is made a rough surface can be obtained.

また、上記実施形態においては、フラッシュ加熱部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。また、ハロゲン加熱部4に備えるハロゲンランプHLの本数も40本に限定されるものではなく、任意の数とすることができる。 Further, in the above embodiment, the flash heating unit 5 is provided with 30 flash lamp FLs, but the present invention is not limited to this, and the number of flash lamp FLs can be any number. .. Further, the flash lamp FL is not limited to the xenon flash lamp, and may be a krypton flash lamp. Further, the number of halogen lamps HL provided in the halogen heating unit 4 is not limited to 40, and can be any number.

また、上記実施形態においては、1秒以上連続して発光する連続点灯ランプとしてフィラメント方式のハロゲンランプHLを用いて半導体ウェハーWの予備加熱を行っていたが、これに限定されるものではなく、ハロゲンランプHLに代えて放電型のアークランプ(例えば、キセノンアークランプ)を連続点灯ランプとして用いて予備加熱を行うようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the semiconductor wafer W is preheated by using a filament type halogen lamp HL as a continuous lighting lamp that continuously emits light for 1 second or longer, but the present invention is not limited to this. Instead of the halogen lamp HL, a discharge type arc lamp (for example, a xenon arc lamp) may be used as a continuous lighting lamp to perform preheating.

また、熱処理装置1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、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板や太陽電池用の基板であっても良い。 Further, the substrate to be processed by the heat treatment apparatus 1 is not limited to the semiconductor wafer, and may be a glass substrate used for a flat panel display such as a liquid crystal display device or a substrate for a solar cell.

1 熱処理装置
3 制御部
4 ハロゲン加熱部
5 フラッシュ加熱部
6 チャンバー
7 保持部
10 移載機構
20 放射温度計
65 熱処理空間
74 サセプタ
75 保持プレート
78 開口部
77 基板支持ピン
91 中心部領域
92,93 領域
94 周縁部領域
FL フラッシュランプ
HL ハロゲンランプ
W 半導体ウェハー
1 Heat treatment equipment 3 Control unit 4 Halogen heating unit 5 Flash heating unit 6 Chamber 7 Holding unit 10 Transfer mechanism 20 Radiation thermometer 65 Heat treatment space 74 Suceptor 75 Holding plate 78 Opening 77 Board support pin 91 Central area 92, 93 area 94 Peripheral area FL flash lamp HL halogen lamp W semiconductor wafer

Claims (8)

光照射によって加熱される基板を支持するサセプタの製造方法であって、
前記サセプタの下方から前記サセプタに支持された前記基板に光を照射したときに前記基板に生じる温度分布を取得する温度分布取得工程と、
前記温度分布において所定温度以上となる前記基板の高温領域に対向する前記サセプタの表面の一部領域を粗面とする粗面化加工工程と、
を備えることを特徴とするサセプタの製造方法。
A method for manufacturing a susceptor that supports a substrate that is heated by light irradiation.
A temperature distribution acquisition step of acquiring the temperature distribution generated on the substrate when the substrate supported by the susceptor is irradiated with light from below the susceptor.
A roughening processing step of roughening a part of the surface of the susceptor facing the high temperature region of the substrate whose temperature is equal to or higher than a predetermined temperature in the temperature distribution.
A method for manufacturing a susceptor, which comprises.
請求項1記載のサセプタの製造方法において、
前記温度分布取得工程と前記粗面化加工工程とを複数回繰り返すことを特徴とするサセプタの製造方法。
In the method for manufacturing a susceptor according to claim 1,
A method for manufacturing a susceptor, which comprises repeating the temperature distribution acquisition step and the roughening processing step a plurality of times.
請求項1または請求項2記載のサセプタの製造方法において、
前記基板の前記高温領域における温度が高くなるほど、その温度が高くなる位置に対向する前記サセプタの部位の表面粗さを粗くすることを特徴とするサセプタの製造方法。
In the method for manufacturing a susceptor according to claim 1 or 2.
A method for producing a susceptor, which comprises roughening the surface roughness of a portion of the susceptor facing a position where the temperature rises as the temperature in the high temperature region of the substrate increases.
請求項1から請求項3のいずれかに記載のサセプタの製造方法において、
前記サセプタの下面を粗面とすることを特徴とするサセプタの製造方法。
In the method for manufacturing a susceptor according to any one of claims 1 to 3.
A method for manufacturing a susceptor, wherein the lower surface of the susceptor is a rough surface.
光照射によって加熱される基板を支持するサセプタであって、
前記サセプタの下方から前記サセプタに支持された前記基板に光を照射したときに前記基板に生じる温度分布において所定温度以上となる前記基板の高温領域に対向する前記サセプタの表面の一部領域に粗面が形成されることを特徴とするサセプタ。
A susceptor that supports a substrate that is heated by light irradiation.
When the substrate supported by the susceptor is irradiated with light from below the susceptor, the temperature distribution generated on the substrate is coarse on a part of the surface of the susceptor facing the high temperature region of the substrate. A susceptor characterized in that a surface is formed.
請求項5記載のサセプタにおいて、
前記基板の前記高温領域における温度が高くなるほど、その温度が高くなる位置に対向する前記サセプタの部位の表面粗さが粗くなることを特徴とするサセプタ。
In the susceptor according to claim 5,
The susceptor is characterized in that the higher the temperature in the high temperature region of the substrate, the rougher the surface roughness of the portion of the susceptor facing the position where the temperature becomes higher.
請求項5または請求項6記載のサセプタにおいて、
前記サセプタの下面に粗面が形成されることを特徴とするサセプタ。
In the susceptor according to claim 5 or 6.
A susceptor characterized in that a rough surface is formed on the lower surface of the susceptor.
基板に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、
前記基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられて前記基板を支持する請求項5から請求項7のいずれかに記載のサセプタと、
前記サセプタの下方より光を照射して前記基板を加熱する連続点灯ランプと、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus that heats a substrate by irradiating the substrate with light.
A chamber for accommodating the substrate and
The susceptor according to any one of claims 5 to 7, which is provided in the chamber and supports the substrate.
A continuous lighting lamp that heats the substrate by irradiating light from below the susceptor,
A heat treatment apparatus comprising.
JP2019200433A 2019-11-05 2019-11-05 Susceptor manufacturing method, susceptor and heat treatment equipment Active JP7355607B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019200433A JP7355607B2 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Susceptor manufacturing method, susceptor and heat treatment equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019200433A JP7355607B2 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Susceptor manufacturing method, susceptor and heat treatment equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021077660A true JP2021077660A (en) 2021-05-20
JP7355607B2 JP7355607B2 (en) 2023-10-03

Family

ID=75898175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019200433A Active JP7355607B2 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Susceptor manufacturing method, susceptor and heat treatment equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7355607B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01179309A (en) * 1987-12-30 1989-07-17 Tokyo Electron Ltd Heating
US20170076965A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Transparent Plate and Substrate Processing System Therewith
JP2018133424A (en) * 2017-02-15 2018-08-23 株式会社Screenホールディングス Thermal treatment apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01179309A (en) * 1987-12-30 1989-07-17 Tokyo Electron Ltd Heating
US20170076965A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Transparent Plate and Substrate Processing System Therewith
JP2018133424A (en) * 2017-02-15 2018-08-23 株式会社Screenホールディングス Thermal treatment apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP7355607B2 (en) 2023-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6587955B2 (en) Heat treatment equipment
JP6894256B2 (en) Heat treatment method and heat treatment equipment
JP6845730B2 (en) Heat treatment equipment
TWI638389B (en) Heat treatment susceptor and heat treatment apparatus
JP6622617B2 (en) Heat treatment equipment
JP2019021828A (en) Thermal treatment apparatus
JP6960344B2 (en) Heat treatment method and heat treatment equipment
JP6770915B2 (en) Heat treatment equipment
JP7319894B2 (en) Heat treatment equipment
JP2022026758A (en) Heat treatment method
JP6982446B2 (en) Heat treatment equipment
JP7032947B2 (en) Heat treatment method
WO2021241561A1 (en) Heat treatment apparatus
JP6814572B2 (en) Heat treatment equipment
JP7460394B2 (en) Heat treatment method
JP2022045565A (en) Thermal treatment device
JP6899248B2 (en) Heat treatment equipment
JP6637321B2 (en) Susceptor and heat treatment equipment for heat treatment
JP7355607B2 (en) Susceptor manufacturing method, susceptor and heat treatment equipment
JP6486743B2 (en) Heat treatment apparatus and method for adjusting heat treatment apparatus
JP7300365B2 (en) Heat treatment equipment
JP2020136307A (en) Heat treatment method and thermal treatment apparatus
JP7446881B2 (en) Heat treatment method
JP6791693B2 (en) Heat treatment equipment
JP7377653B2 (en) Heat treatment method and heat treatment equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220617

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230710

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230905

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230921

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7355607

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150