JP4216055B2 - Heat treatment apparatus - Google Patents

Heat treatment apparatus

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JP4216055B2
JP4216055B2 JP2002345854A JP2002345854A JP4216055B2 JP 4216055 B2 JP4216055 B2 JP 4216055B2 JP 2002345854 A JP2002345854 A JP 2002345854A JP 2002345854 A JP2002345854 A JP 2002345854A JP 4216055 B2 JP4216055 B2 JP 4216055B2
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達文 楠田
章宏 細川
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大日本スクリーン製造株式会社
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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
この発明は、半導体ウェハー等の基板を熱処理するときにその処理対象となる基板を保持する熱処理用サセプタを備えた熱処理装置に関する。 This invention relates to a heat treatment apparatus having a heat treatment for a susceptor that holds a substrate to be the processing target when the substrate is heat-treated such as a semiconductor wafer.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来より、イオン注入後の半導体ウェハーのイオン活性化工程においては、ハロゲンランプを使用したランプアニール装置等の熱処理装置が使用されている。 Conventionally, in the step of activating ions in a semiconductor wafer after ion implantation, a heat treatment apparatus such as a lamp annealing apparatus using a halogen lamp is used. このような熱処理装置においては、半導体ウェハーを、例えば、1000℃ないし1100℃程度の温度に加熱(アニール)することにより、半導体ウェハーのイオン活性化を実行している。 In such a heat treatment apparatus, a semiconductor wafer, for example, by to no 1000 ° C. heating to a temperature of about 1100 ° C. (annealing), running ion activation of the semiconductor wafer. そして、このような熱処理装置においては、ハロゲンランプより照射される光のエネルギーを利用することにより、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する構成となっている。 Then, in such a heat treatment apparatus, by utilizing the energy of light emitted from a halogen lamp, and has a configuration of raising the temperature of the substrate at a rate of about several hundred degrees per second.
【0003】 [0003]
しかしながら、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する熱処理装置を使用して半導体ウェハーのイオン活性化を実行した場合においても、半導体ウェハーに打ち込まれたイオンのプロファイルがなまる、すなわち、熱によりイオンが拡散してしまうという現象が生ずることが判明した。 However, even when running ion activation of the semiconductor wafer using a heat treatment apparatus for heating the substrate at rate of about several hundred degrees per second, rounded profile of implanted ions in the semiconductor wafer, i.e., by heat ion was found to be caused a phenomenon that diffuses. このような現象が発生した場合においては、半導体ウェハーの表面にイオンを高濃度で注入しても、注入後のイオンが拡散してしまうことから、イオンを必要以上に注入しなければならないという問題が生じていた。 In the case where such a phenomenon occurs, even when injected at a high concentration ions on the surface of the semiconductor wafer, since the ion after injection diffuses, a problem that must be injected more than necessary ion It has occurred.
【0004】 [0004]
上述した問題を解決するため、キセノンフラッシュランプ等を使用して半導体ウェハーの表面に閃光を照射することにより、イオンが注入された半導体ウェハーの表面のみを極めて短時間(数ミリセカンド以下)に昇温させる技術が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。 To solve the above problems, by irradiating the flash light to the surface of the semiconductor wafer using a xenon flash lamp or the like, the temperature in only a very short time the surface of the semiconductor wafer in which ions are implanted (several milliseconds or less) technical temperature of causes have been proposed (e.g., see Patent documents 1 and 2). キセノンフラッシュランプによる極短時間の昇温であれば、イオンが拡散するための十分な時間がないため、半導体ウェハーに打ち込まれたイオンのプロファイルをなまらせることなく、イオン活性化のみを実行することができるのである。 If heating of the extremely short time due to the xenon flash lamp, because there is not enough time for ions diffuse, without rounding the profile of the implanted ions in the semiconductor wafer, performing only ion activation but they can.
【0005】 [0005]
また、光照射による加熱方式に限らず、一般に熱処理装置においては、耐熱性に優れたサセプタに基板を保持させた状態にて熱処理が行われることが多い(例えば、特許文献3,4参照)。 Further, not limited to the heating method by irradiation with light, in general the heat treatment apparatus is often performed heat treatment in a state obtained by holding the substrate to better susceptor in heat resistance (e.g., see Patent Documents 3 and 4).
【0006】 [0006]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開昭59−169125号公報【特許文献2】 JP 59-169125 JP Patent Document 2]
特開昭63−166219号公報【特許文献3】 JP 63-166219 JP Patent Document 3]
特開平10−74705号公報【特許文献4】 JP 10-74705 [Patent Document 4]
特開2000−355766号公報【0007】 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-355766 Publication [0007]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
ところで、キセノンフラッシュランプは極めて高いエネルギーを有する光を瞬間的に半導体ウェハーに照射するため、一瞬で半導体ウェハーの表面温度が急速に上昇し、照射する光のエネルギーがある閾値を超えると急速な表面の熱膨張によって半導体ウェハーが高い確率で割れることとなる。 Incidentally, for irradiating the xenon flash lamp is instantaneously semiconductor wafer with light having a very high energy, a moment the surface temperature of the semiconductor wafer is rapidly increased, the rapid surface exceeds a certain threshold energy of the irradiated light so that the semiconductor wafer is cracked with a high probability by the thermal expansion. このため、実際に熱処理を行うときには、上記閾値未満のある程度余裕(プロセスマージン)を持たせたエネルギーの光を照射するようにしている。 Therefore, when actually performing the heat treatment is performed by irradiation with light of energy that has to some extent a margin (process margin) of less than the threshold value.
【0008】 [0008]
しかしながら、サセプタに半導体ウェハーを保持させた状態にてキセノンフラッシュランプからの閃光照射によって該ウェハーを加熱したときには、上記閾値未満のエネルギーの閃光を照射したとしても、半導体ウェハーが割れることがあった。 However, when heating the wafer by flash light irradiation from a xenon flash lamp in a state of being held to the semiconductor wafer to the susceptor, even if the irradiation energy of the flash below the threshold, there is the semiconductor wafer is cracked. これは、一瞬の閃光照射によってウェハー表面が急激に熱膨張して半導体ウェハーが凸状に反ろうとしたときに、ウェハー端部がサセプタのポケット縁や位置決めピンに接触していたりすると、その接触部に大きな力が加わる一方で、そのような応力を緩和すべくウェハーがサセプタ上を滑って移動する時間的余裕がないためである。 This means that when the semiconductor wafer is about to Hanro convexly wafer surface is rapidly thermally expands due moment flash light irradiation, the wafer end portion or in contact with the pocket edge and the positioning pin of the susceptor, the contact portion large force while being applied, the wafer in order to mitigate such stress is because there is no enough time to move slides on susceptor. その結果、上記閾値未満のエネルギーの閃光を照射したときであっても、半導体ウェハーの端部が何かに接触していると瞬間的な熱膨張時にそこから受ける応力によってウェハーが割れることとなっていたのである。 As a result, even when irradiated with energy of the flash below the threshold value, a the wafer cracking by stress received therefrom upon instantaneous thermal expansion when the edge of the semiconductor wafer is in contact with something and than it was.
【0009】 [0009]
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熱処理時の基板の割れを防止することができる熱処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a heat treatment apparatus that can be prevented cracking of the substrate during heat treatment.
【0010】 [0010]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、 基板に対してフラッシュ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、複数のフラッシュランプを有する光源と、前記光源の下方に設けられ、前記光源から出射されたフラッシュ光を透過するチャンバー窓を上部に備えるチャンバーと、前記チャンバー内にて基板を略水平姿勢にて保持する保持手段と、を備え、前記保持手段に、前記基板の平面サイズ以上の領域を有する平坦な載置面と、前記載置面の周縁部を環囲して前記載置面を規定するテーパ面と、を備え、前記テーパ面の下端部前記載置面の前記周縁部に連接さるとともに、前記テーパ面上方に向けて広くなるように形成され 、前記載置面に対する前記テーパ面の勾配 5°以上30°未満である熱処理用サセ To solve the above problems, a first aspect of the invention, in the heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating a flash light to the substrate, a light source having a plurality of flash lamps, provided under the light source , comprising a chamber having a chamber window at the top to transmit the flash light emitted from the light source, a holding means for holding at a substantially horizontal position of the substrate in the chamber, said holding means, of the substrate a flat mounting surface having a more regions planar size, the tapered surface of the periphery of the placing surface defining a mounting surface before and surrounds, with a lower end the placing of the tapered surface is connected to the peripheral portion of the surface Rutotomoni, the tapered surface is formed to be wider toward the upper side, the slope of the tapered surface relative to the mounting surface is allowed for heat treatment is less than 5 ° or more 30 ° プタを有している It has a descriptor.
【0011】 [0011]
また、請求項2の発明は、請求項1の発明にかかる熱処理装置において、前記テーパ面の表面平均粗さを1.6μm以下としている。 The invention of claim 2 is the heat treatment apparatus according to the invention of claim 1, and a 1.6μm or less average surface roughness of the tapered surface.
【0012】 [0012]
また、請求項3の発明は、 基板に対してフラッシュ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、複数のフラッシュランプを有する光源と、前記光源の下方に設けられ、前記光源から出射されたフラッシュ光を透過するチャンバー窓を上部に備えるチャンバーと、前記チャンバー内にて基板を略水平姿勢にて保持する保持手段と、を備え、前記保持手段に、熱処理時に前記基板を収容する凹部を備え、前記凹部は、前記基板の平面サイズ以上の領域を有する平坦な底面および当該底面の周縁部を環囲する傾斜面を有 、前記底面に対する前記傾斜面の勾配 5°以上30°未満である熱処理用サセプタを有している The invention of claim 3, in the heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating a flash light to the substrate, a light source having a plurality of flash lamps, provided under the light source, emitted from the light source a chamber having a chamber window at the top to transmit the flash light, and a holding means for holding substantially in a horizontal position the substrate in said chamber, said holding means, the recess for accommodating the substrate during heat treatment wherein the recess is a peripheral portion of the flat bottom surface and the bottom surface having a plane size or more regions of the substrate have a inclined surface that surrounds the gradient of the inclined surfaces with respect to the bottom 5 ° or 30 ° and a heat treatment for susceptor is less than.
また、請求項4の発明は、請求項3の発明にかかる熱処理装置において、前記傾斜面の表面平均粗さを1.6μm以下としている。 The invention of claim 4 is the heat treatment apparatus according to the invention of claim 3, and a 1.6μm or less average surface roughness of the inclined surface.
また、請求項5の発明は、請求項1から請求項4のいずれかの発明にかかる熱処理装置において、前記熱処理用サセプタの材質を石英としている。 The invention of claim 5 is the heat treatment apparatus according to any of the claims 1 to 4, and the material of the heat treatment for the susceptor and quartz.
また、請求項6の発明は、請求項1から請求項5のいずれかの発明にかかる熱処理装置において、前記保持手段に、保持する基板を予備加熱するアシスト加熱手段をさらに有している。 The invention of claim 6, in the heat treatment apparatus according to any of the claims 1 to 5, the holding means further comprises an assist heating means for preheating the substrate to hold.
【0013】 [0013]
また、請求項の発明は、基板に対してフラッシュ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、複数のフラッシュランプを有する光源と、前記光源の下方に設けられ、前記光源から出射されたフラッシュ光を透過するチャンバー窓を上部に備えるチャンバーと、前記チャンバー内にて基板を略水平姿勢にて保持する熱処理用サセプタと、前記熱処理用サセプタに保持された基板を予備加熱するアシスト加熱手段と、を備え、前記熱処理用サセプタは、前記基板の平面サイズ以上の領域を有する平坦な載置面と、前記載置面の周縁部を環囲して前記載置面を規定するテーパ面と、を備え、前記テーパ面の下端部が前記載置面の前記周縁部に連接されるとともに、前記テーパ面は上方に向けて広くなるように形成され、前記 The invention of claim 7, in the heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating a flash light to the substrate, a light source having a plurality of flash lamps, provided under the light source, emitted from the light source a chamber having a chamber window at the top to transmit the flash light, substantially a heat treatment susceptor for holding in a horizontal position the substrate in the chamber, assist heat to preheat the substrate held by the heat treatment for susceptors and means, wherein the heat treatment for the susceptor, the tapered surface defining the placement surface and a flat mounting surface having an area greater than the planar size of the substrate, the peripheral portion of the mounting surface and surrounds When provided with, the lower end portion of the tapered surface is connected to the peripheral edge of the mounting surface, the tapered surface is formed to be wider upward, the 置面に対する前記テーパ面の勾配は5°以上30°未満であることを特徴とする Gradient of the tapered surface relative surface is characterized by less than 30 ° 5 ° or more.
【0014】 [0014]
また、請求項の発明は、 請求項6または請求項7の発明にかかる熱処理装置において、 前記アシスト加熱手段は、フラッシュ光によって基板を加熱する前に200℃ないし600℃で継続して基板を予備加熱することを特徴とする The invention of claim 8, in the heat treatment apparatus according to the invention of claim 6 or claim 7, the assist heating means, the substrate is continued at 600 ° C. 200 to ° C. prior to heating the substrate by flash light characterized by preheating.
また、請求項9の発明は、請求項8の発明にかかる基板処理装置において、前記光源からのフラッシュ光によって基板の表面温度を1000℃ないし1100℃に昇温することを特徴とする。 The invention of claim 9, the substrate processing apparatus according to the invention of claim 8, characterized by raising the surface temperature of the substrate by the flash light in 1000 ° C. to 1100 ° C. from the light source.
【0015】 [0015]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
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, with reference to the drawings, embodiments of the present invention will be described in detail.
【0016】 [0016]
図1および図2は本発明にかかる熱処理装置の構成を示す側断面図である。 1 and 2 are a side sectional view showing a configuration of a heat treatment apparatus according to the present invention. この熱処理装置は、キセノンフラッシュランプからの閃光によって円形の半導体ウェハー等の基板の熱処理を行う装置である。 The heat treatment apparatus is an apparatus for performing heat treatment of a substrate such as a circular semiconductor wafer by flash from a xenon flash lamp.
【0017】 [0017]
この熱処理装置は、透光板61、底板62および一対の側板63、64からなり、その内部に半導体ウェハーWを収納して熱処理するためのチャンバー65を備える。 This heat treatment apparatus comprises a chamber 65 for the transparent plate 61 consists of a bottom plate 62 and a pair of side plates 63 and 64, a heat treatment by housing the semiconductor wafer W therein. チャンバー65の上部を構成する透光板61は、例えば、石英等の赤外線透過性を有する材料から構成されており、光源5から出射された光を透過してチャンバー65内に導くチャンバー窓として機能している。 Transparent plate 61 constituting the upper portion of the chamber 65, for example, is composed of a material having infrared transparency such as quartz, functions as a chamber window which transmits light emitted from the light source 5 leads to the chamber 65 are doing. また、チャンバー65を構成する底板62には、後述するサセプタ73および加熱プレート74を貫通して半導体ウェハーWをその下面から支持するための支持ピン70が立設されている。 Further, the bottom plate 62 constituting the chamber 65, the support pins 70 for supporting a semiconductor wafer W from the lower surface through the susceptor 73 and heating plate 74 will be described later, it is erected.
【0018】 [0018]
また、チャンバー65を構成する側板64には、半導体ウェハーWの搬入および搬出を行うための開口部66が形成されている。 Further, the side plate 64 constituting the chamber 65, openings 66 for performing loading and unloading of the semiconductor wafer W is formed. 開口部66は、軸67を中心に回動するゲートバルブ68により開閉可能となっている。 Opening 66 can be opened and closed by a gate valve 68 which rotates about an axis 67. 半導体ウェハーWは、開口部66が開放された状態で、図示しない搬送ロボットによりチャンバー65内に搬入される。 The semiconductor wafer W is in a state where the opening 66 is opened, it is loaded into the chamber 65 by a transport robot (not shown). また、チャンバー65内にて半導体ウェハーWの熱処理が行われるときには、ゲートバルブ68により開口部66が閉鎖される。 Further, when the heat treatment of the semiconductor wafer W is performed in the chamber 65, the opening 66 is closed by a gate valve 68.
【0019】 [0019]
チャンバー65は光源5の下方に設けられている。 Chamber 65 is provided below the light source 5. 光源5は、複数(本実施形態においては27本)のキセノンフラッシュランプ69(以下、単に「フラッシュランプ69」とも称する)と、リフレクタ71とを備える。 Light source 5 is provided with a plurality xenon flash lamps 69 (27 in this preferred embodiment) (hereinafter, simply referred to as "flash lamps 69"), and a reflector 71. 複数のフラッシュランプ69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水平方向に沿うようにして互いに平行に列設されている。 A plurality of flash lamps 69 are each a rod-shaped lamp having the elongated cylindrical, each longitudinal direction is arrayed parallel to each other so as to be along the horizontal direction. リフレクタ71は、複数のフラッシュランプ69の上方にそれらの全体を被うように配設されている。 The reflector 71 is disposed so as to cover the entirety thereof above the plurality of flash lamps 69.
【0020】 [0020]
このキセノンフラッシュランプ69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ガラス管と、該ガラス管の外局部に巻回されたトリガー電極とを備える。 The xenon flash lamp 69 includes a glass tube anode and a cathode connected to a capacitor at both ends xenon gas sealed therein is disposed, and a trigger electrode which is wound on the external organ of the glass tube equipped with a. キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。 Since xenon gas in an electrical insulator, no electricity flows in the glass tube in a normal state. 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、そのときのジュール熱でキセノンガスが加熱されて光が放出される。 However, when causing dielectric breakdown by applying a high voltage to the trigger electrode, the electricity stored in the capacitor flows instantly into the glass tube, a xenon gas is released is heated by light by Joule heat at that time . このキセノンフラッシュランプ69においては、予め蓄えられていた静電エネルギーが0.1ミリセカンドないし10ミリセカンドという極めて短い光パルスに変換されることから、連続点灯の光源に比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。 In this xenon flash lamp 69 is irradiated from the electrostatic energy stored in advance is transformed into a very short light pulse of 0.1 ms to 10 ms, a very intense light as compared with the continuous lighting light source It has the feature that may.
【0021】 [0021]
光源5と透光板61との間には、光拡散板72が配設されている。 Between the light source 5 and the transparent plate 61, the light diffusion plate 72 is disposed. この光拡散板72は、赤外線透過材料としての石英ガラスの表面に光拡散加工を施したものが使用される。 The light diffusion plate 72, which was subjected to light diffusion processed surface of the quartz glass as an infrared transparent material is used.
【0022】 [0022]
フラッシュランプ69から放射された光の一部は直接に光拡散板72および透光板61を透過してチャンバー65内へと向かう。 Some of the light emitted from the flash lamp 69 is directed directly to the light diffusion plate 72 and transparent plate 61 transparent to the chamber 65 within. また、フラッシュランプ69から放射された光の他の一部は一旦リフレクタ71によって反射されてから光拡散板72および透光板61を透過してチャンバー65内へと向かう。 Also, it directed from being reflected by the other part once the reflector 71 of the light emitted from the flash lamp 69 to the light diffusion plate 72 and transparent plate 61 through the by chamber 65 inside.
【0023】 [0023]
チャンバー65内には、加熱プレート74とサセプタ73とが設けられている。 The chamber 65, a heating plate 74 and the susceptor 73 is provided. サセプタ73は加熱プレート74の上面に貼着されている。 The susceptor 73 is attached to the upper surface of the heating plate 74. 加熱プレート74およびサセプタ73によって、チャンバー65内にて半導体ウェハーWを略水平姿勢にて保持する保持手段が構成されている。 The heating plate 74 and the susceptor 73, a holding means for holding at a substantially horizontal position of the semiconductor wafer W in the chamber 65 is constituted.
【0024】 [0024]
加熱プレート74は、半導体ウェハーWを予備加熱(アシスト加熱)するためのものである。 Heating plate 74 is for preheating (assist heating) the semiconductor wafer W. この加熱プレート74は、窒化アルミニウムにて構成され、その内部にヒータと該ヒータを制御するためのセンサとを収納した構成を有する。 The heating plate 74 is made of aluminum nitride, it has a configuration which houses a sensor for controlling the heater and the heater therein. 一方、サセプタ73は、半導体ウェハーWを位置決めして保持するとともに、加熱プレート74からの熱エネルギーを拡散して半導体ウェハーWを均一に予備加熱するためのものである。 On the other hand, the susceptor 73 serves to position and hold the semiconductor wafer W, is used to uniformly preheat the semiconductor wafer W by diffusing heat energy from the heating plate 74. このサセプタ73の材質としては、窒化アルミニウムや石英等の比較的熱伝導率が小さいものが採用される。 As the material of the susceptor 73, relatively heat conductivity such as aluminum nitride or quartz is small is employed. サセプタ73の詳細についてはさらに後述する。 Further details will be described later of the susceptor 73.
【0025】 [0025]
サセプタ73および加熱プレート74は、モータ40の駆動により、図1に示す半導体ウェハーWの搬入・搬出位置と図2に示す半導体ウェハーWの熱処理位置との間を昇降する構成となっている。 The susceptor 73 and the heating plate 74 by driving the motor 40 are configured to lift the between the heat treatment position of the semiconductor wafer W shown in loading and unloading position and 2 of the semiconductor wafer W shown in FIG.
【0026】 [0026]
すなわち、加熱プレート74は、筒状体41を介して移動板42に連結されている。 That is, the heating plate 74 is coupled to movable plate 42 through the cylindrical body 41. この移動板42は、チャンバー65の底板62に釣支されたガイド部材43により案内されて昇降可能となっている。 The moving plate 42 can be raised and lowered by being guided by the guide member 43 which is Tsuri支 the bottom plate 62 of the chamber 65. また、ガイド部材43の下端部には、固定板44が固定されており、この固定板44の中央部にはボールネジ45を回転駆動するモータ40が配設されている。 Further, the lower end of the guide member 43, and the fixed plate 44 is fixed, the motor 40 for rotating the ball screw 45 is disposed in a central portion of the fixed plate 44. そして、このボールネジ45は、移動板42と連結部材46、47を介して連結されたナット48と螺合している。 Then, the ball screw 45 is screwed a nut 48 which is connected through the moving plate 42 and the connecting member 46, 47. このため、サセプタ73および加熱プレート74は、モータ40の駆動により、図1に示す半導体ウェハーWの搬入・搬出位置と図2に示す半導体ウェハーWの熱処理位置との間を昇降することができる。 Thus, susceptor 73 and heating plate 74 is driven by the motor 40, it is possible to lower the between the heat treatment position of the semiconductor wafer W shown in loading and unloading position and 2 of the semiconductor wafer W shown in FIG.
【0027】 [0027]
図1に示す半導体ウェハーWの搬入・搬出位置は、図示しない搬送ロボットを使用して開口部66から搬入した半導体ウェハーWを支持ピン70上に載置し、あるいは、支持ピン70上に載置された半導体ウェハーWを開口部66から搬出することができるように、サセプタ73および加熱プレート74が下降した位置である。 Loading and unloading position of semiconductor wafer W shown in FIG. 1, places the semiconductor wafer W which is carried from the opening 66 using a transport robot (not shown) on the support pin 70, or placed on the support pins 70 the semiconductor wafer W that is to be able to discharge from the opening 66, is a position where the susceptor 73 and heating plate 74 is lowered. この状態においては、支持ピン70の上端は、サセプタ73および加熱プレート74に形成された貫通孔を通過し、サセプタ73の表面より上方に突出する。 In this state, the upper end of the support pin 70 passes through the through hole formed in the susceptor 73 and the heating plate 74, projecting above the surface of the susceptor 73.
【0028】 [0028]
一方、図2に示す半導体ウェハーWの熱処理位置は、半導体ウェハーWに対して熱処理を行うために、サセプタ73および加熱プレート74が支持ピン70の上端より上方に上昇した位置である。 On the other hand, the heat treatment position of the semiconductor wafer W shown in FIG. 2, in order to perform heat treatment on the semiconductor wafer W, susceptor 73 and heating plate 74 is raised position above the upper end of the support pin 70. サセプタ73および加熱プレート74が図1の搬入・搬出位置から図2の熱処理位置に上昇する過程において、支持ピン70に載置された半導体ウェハーWはサセプタ73によって受け取られ、その下面をサセプタ73の表面に支持されて上昇し、チャンバー65内の透光板61に近接した位置に水平姿勢にて保持される。 In the process the susceptor 73 and the heating plate 74 is raised to a heat treatment position of FIG. 2 from the loading and unloading position of Figure 1, placed on the semiconductor wafer W on the support pins 70 are received by the susceptor 73, the lower surface of the susceptor 73 rises and is supported on the surface, is held in a horizontal position to a position close to the transparent plate 61 in the chamber 65. 逆に、サセプタ73および加熱プレート74が熱処理位置から搬入・搬出位置に下降する過程においては、サセプタ73に支持された半導体ウェハーWは支持ピン70に受け渡される。 Conversely, the susceptor 73 and heating plate 74 is in the process of lowering the loading and unloading position from the heat treatment position, the semiconductor wafer W supported by the susceptor 73 is transferred to the support pins 70.
【0029】 [0029]
半導体ウェハーWを支持するサセプタ73および加熱プレート74が熱処理位置に上昇した状態においては、それらに保持された半導体ウェハーWと光源5との間に透光板61が位置することとなる。 In a state where the susceptor 73 and heating plate 74 for supporting the semiconductor wafer W is increased to a heat treatment position, so that the transparent plate 61 is located between the semiconductor wafer W and the light source 5, which is held in them. なお、このときのサセプタ73と光源5との間の距離についてはモータ40の回転量を制御することにより任意の値に調整することが可能である。 Incidentally, it is possible to adjust to any value by controlling the amount of rotation of the motor 40 for the distance between the susceptor 73 and the light source 5 at this time.
【0030】 [0030]
また、チャンバー65の底板62と移動板42との間には筒状体41の周囲を取り囲むようにしてチャンバー65を気密状体に維持するための伸縮自在の蛇腹77が配設されている。 Moreover, retractable bellows 77 to maintain the chamber 65 so as to surround the periphery of the cylindrical body 41 in an airtight manner member is disposed between the bottom plate 62 of the chamber 65 and the moving plate 42. サセプタ73および加熱プレート74が熱処理位置まで上昇したときには蛇腹77が収縮し、サセプタ73および加熱プレート74が搬入・搬出位置まで下降したときには蛇腹77が伸長してチャンバー65内の雰囲気と外部雰囲気とを遮断する。 When susceptor 73 and the heating plate 74 is raised to the heat treatment position bellows 77 is contracted, the atmosphere and the outside atmosphere in the chamber 65 by the bellows 77 is extended when the susceptor 73 and heating plate 74 is lowered to the loading and unloading position Cut off.
【0031】 [0031]
チャンバー65における開口部66と反対側の側板63には、開閉弁80に連通接続された導入路78が形成されている。 On the opposite side of the side plate 63 and the opening 66 in the chamber 65, introduction path 78 communicatively connected to the opening and closing valve 80 is formed. この導入路78は、チャンバー65内に処理に必要なガス、例えば不活性な窒素ガスを導入するためのものである。 The introduction path 78 is for introducing a necessary gas, for example an inert nitrogen gas into the process in the chamber 65. 一方、側板64における開口部66には、開閉弁81に連通接続された排出路79が形成されている。 On the other hand, the opening 66 in the side plate 64, the discharge passage 79 is formed which is communicatively connected to the opening and closing valve 81. この排出路79は、チャンバー65内の気体を排出するためのものであり、開閉弁81を介して図示しない排気手段と接続されている。 The discharge path 79 is for discharging the gas in the chamber 65, is connected to an exhaust means (not shown) via an on-off valve 81.
【0032】 [0032]
サセプタ73についてさらに説明を続ける。 Further Continuing with the susceptor 73. 図3および図4は、それぞれサセプタ73の側断面図および平面図である。 3 and 4 are a side sectional view and a plan view of each susceptor 73. 本実施形態のサセプタ73は、円盤形状の部材に上面視円形の凹部97を形成して構成されている。 The susceptor 73 of the present embodiment is configured to form a top view the circular recess 97 in the member of the disc shape. この凹部97が半導体ウェハーWを位置決めしてサセプタ73上に保持するために機能するものである。 The recess 97 is positioned the semiconductor wafer W and functions to hold on the susceptor 73.
【0033】 [0033]
サセプタ73の載置面99は凹部97の底面である。 Mounting surface 99 of the susceptor 73 is a bottom of the recess 97. 載置面99は、半導体ウェハーWの径よりも若干大きな径を有する円形の平面であり、すなわち半導体ウェハーWの平面サイズ以上の領域を有する平坦な面である。 Mounting surface 99 is a circular plane with a large diameter slightly than the diameter of the semiconductor wafer W, i.e. a flat surface having a planar size than the area of ​​the semiconductor wafer W. この凹部97の底面である載置面99の周縁部を環囲するようにテーパ面95が形成されている。 Tapered surface 95 is formed so as to circularly surround the periphery of the mounting surface 99 is a bottom of the recess 97. テーパ面95は、凹部97を形成するための傾斜面ともなっている。 Tapered surface 95, has also become an inclined surface for forming the recess 97. テーパ面95の下端部95aは載置面99の周縁部と連接されており、見方を変えればテーパ面95によって載置面99が規定されていることとなる。 The lower end 95a of the tapered surface 95 is connected with the periphery of the mounting surface 99, so that the mounting surface 99 is defined by a tapered surface 95 a different perspective.
【0034】 [0034]
一方、テーパ面95の上端部95bはサセプタ73の周縁面91と連接されている。 On the other hand, the upper end portion 95b of the tapered surface 95 is connected with the peripheral surface 91 of the susceptor 73. 周縁面91は、円環形状の平面であって、載置面99に平行である。 Peripheral surface 91 is a plan of annular shape, it is parallel to the mounting surface 99. 周縁面91の内径は載置面99の径よりも大きい。 The inner diameter of the peripheral surface 91 is larger than the diameter of the mounting surface 99. つまり、テーパ面95は上方に向けて広くなるように形成されているのである。 In other words, the tapered surface 95 is what is formed to be wider upward.
【0035】 [0035]
そして、凹部97を形成するための傾斜面であるテーパ面95の載置面99に対する勾配αは5°以上30°未満であり、例えば15°とすれば良い(図5参照)。 Then, the gradient α with respect to the mounting surface 99 of the tapered surface 95 is an inclined surface for forming the recess 97 is less than 5 ° above 30 °, for example if 15 ° (see Fig. 5). また、テーパ面95の表面平均粗さ(Ra)は1.6μm以下としている。 The surface roughness of the tapered surface 95 (Ra) is set to 1.6μm or less.
【0036】 [0036]
次に、本発明にかかる熱処理装置による半導体ウェハーWの熱処理動作について説明する。 Next, a description will be given heat treatment operation of the semiconductor wafer W by the heat treatment apparatus according to the present invention. この熱処理装置において処理対象となる半導体ウェハーWは、イオン注入後の半導体ウェハーである。 The semiconductor wafer W to be treated in the heat treatment apparatus is a semiconductor wafer after ion implantation.
【0037】 [0037]
この熱処理装置においては、サセプタ73および加熱プレート74が図1に示す半導体ウェハーWの搬入・搬出位置に配置された状態にて、図示しない搬送ロボットにより開口部66を介して半導体ウェハーWが搬入され、支持ピン70上に載置される。 In this heat treatment apparatus, in a state where the susceptor 73 and heating plate 74 is placed on loading and unloading position of semiconductor wafer W shown in FIG. 1, the semiconductor wafer W via the opening 66 is carried by the transport robot (not shown) , it is placed on the support pins 70. 半導体ウェハーWの搬入が完了すれば、開口部66がゲートバルブ68により閉鎖される。 If loading of the semiconductor wafer W is completed, the opening 66 is closed by a gate valve 68. しかる後、サセプタ73および加熱プレート74がモータ40の駆動により図2に示す半導体ウェハーWの熱処理位置まで上昇し、半導体ウェハーWを水平姿勢にて保持する。 Thereafter, the susceptor 73 and heating plate 74 is raised to the heat treatment position of the semiconductor wafer W shown in FIG. 2 by driving the motor 40, for holding a semiconductor wafer W in a horizontal position. また、開閉弁80および開閉弁81を開いてチャンバー65内に窒素ガスの気流を形成する。 Further, by opening the on-off valve 80 and the opening and closing valve 81 to form a stream of nitrogen gas into the chamber 65.
【0038】 [0038]
ここで、サセプタ73および加熱プレート74が上昇する過程において、支持ピン70に載置された半導体ウェハーWをサセプタ73が受け取ることとなる。 Here, in the process of the susceptor 73 and heating plate 74 is raised, the placed semiconductor wafer W on the support pins 70 so that the susceptor 73 receives. このときに、支持ピン70からサセプタ73に半導体ウェハーWが移された後数秒間はサセプタ73と半導体ウェハーWとの間に薄い空気層が挟み込まれ、その空気層によって半導体ウェハーWがサセプタ73から僅かに浮上した状態となる。 At this time, a few seconds after the semiconductor wafer W is transferred from the support pins 70 the susceptor 73 is thin air layer is interposed between the susceptor 73 and the semiconductor wafer W, the semiconductor wafer W from the susceptor 73 by the air layer in a state of being slightly emerged. このような状態においては、何らかの原因(例えば、微妙な傾斜)によって半導体ウェハーWが凹部97内を滑るように移動し、ウェハー端部がテーパ面95によって跳ね返されるという現象が数秒間繰り返される。 In this state, for some reason (e.g., subtle inclination) by the semiconductor wafer W is moved to slide in the recess 97, the wafer edge is repeated phenomenon few seconds that repelled by the tapered surface 95. その後、やがて上記空気層が抜けることによって、サセプタ73の凹部97内に半導体ウェハーWが安定して保持されることとなる。 Then, eventually by the air layer escapes, the semiconductor wafer W is to be held stably in the recess 97 of the susceptor 73. すなわち、僅かに浮上している半導体ウェハーWがテーパ面95によって位置決めされ、特別な位置決めピン等を設けなくても凹部97の最下位置つまり載置面99上に保持されることとなるのである。 In other words, the semiconductor wafer W which is slightly floated is positioned by the tapered surface 95, than is the be held on the lowermost position that is the mounting surface 99 of the recess 97 even without providing a special positioning pins etc. . なお、載置面99の径は半導体ウェハーWの径よりも若干大きく、通常載置面99上にて半導体ウェハーWが偏心して位置決め・保持されるため、その周端部の一点がテーパ面95に接触した状態で安定して保持されることとなる。 Incidentally, the mounting diameter of the surface 99 is slightly larger than the diameter of the semiconductor wafer W, usually placing order at surface 99 on the semiconductor wafer W is positioned and held eccentrically, tapered surface 95 is a point of the peripheral edge stable and thus is held in contact with the.
【0039】 [0039]
サセプタ73および加熱プレート74は、加熱プレート74に内蔵されたヒータの作用により予め所定温度に加熱されている。 The susceptor 73 and heating plate 74 is heated in advance to a predetermined temperature by the action of the heater incorporated in the heating plate 74. このため、サセプタ73および加熱プレート74が半導体ウェハーWの熱処理位置まで上昇した状態においては、半導体ウェハーWが加熱状態にあるサセプタ73と接触することにより予備加熱され、半導体ウェハーWの温度が次第に上昇する。 Therefore, in the state where the susceptor 73 and heating plate 74 is raised to the heat treatment position of the semiconductor wafer W, is pre-heated by the semiconductor wafer W is in contact with the susceptor 73 in a heated state, the temperature rise of the semiconductor wafer W is gradually to.
【0040】 [0040]
この状態においては、半導体ウェハーWはサセプタ73により継続して加熱される。 In this state, the semiconductor wafer W is heated continuously by the susceptor 73. そして、半導体ウェハーWの温度上昇時には、図示しない温度センサにより、半導体ウェハーWの表面温度が予備加熱温度T1に到達したか否かを常に監視する。 Then, when the temperature rise of the semiconductor wafer W, the temperature sensor (not shown), the surface temperature of the semiconductor wafer W is constantly monitors whether the host vehicle has reached the preheating temperature T1.
【0041】 [0041]
なお、この予備加熱温度T1は、例えば200℃ないし600℃程度の温度である。 Incidentally, the preheating temperature T1 is the temperature to about 600 ° C. without example 200 ° C.. 半導体ウェハーWをこの程度の予備加熱温度T1まで加熱したとしても、半導体ウェハーWに打ち込まれたイオンが拡散してしまうことはない。 Even when heating the semiconductor wafer W to the preheating temperature T1 of this extent, no ions implanted into the semiconductor wafer W diffuses.
【0042】 [0042]
やがて、半導体ウェハーWの表面温度が予備加熱温度T1に到達すると、フラッシュランプ69を点灯してフラッシュ加熱を行う。 Then, when the surface temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1, perform flash heating and lighting a flash lamp 69. このフラッシュ加熱工程におけるフラッシュランプ69の点灯時間は、0.1ミリセカンドないし10ミリセカンド程度の時間である。 Lighting time of the flash lamp 69 in the flash heating step is 0.1 milliseconds to 10 milliseconds about time. このように、フラッシュランプ69においては、予め蓄えられていた静電エネルギーがこのように極めて短い光パルスに変換されることから、極めて強い閃光が照射されることになる。 Thus, in the flash lamp 69, since the electrostatic energy stored in advance it is transformed in this way in a very short optical pulses, so that extremely strong flash light is irradiated.
【0043】 [0043]
このようなフラッシュ加熱により、半導体ウェハーWの表面温度は瞬間的に温度T2に到達する。 Such flash heating, the surface temperature of the semiconductor wafer W is instantaneously reaches a temperature T2. この温度T2は、1000℃ないし1100℃程度の半導体ウェハーWのイオン活性化処理に必要な温度である。 The temperature T2 is the temperature required for ion activation process 1000 ° C. to 1100 ° C. of about semiconductor wafer W. 半導体ウェハーWの表面がこのような処理温度T2にまで昇温されることにより、半導体ウェハーW中に打ち込まれたイオンが活性化される。 By the surface of the semiconductor wafer W is heated to such a treatment temperature T2, ions implanted into the semiconductor wafer W is activated.
【0044】 [0044]
このとき、半導体ウェハーWの表面温度が0.1ミリセカンドないし10ミリセカンド程度の極めて短い時間で処理温度T2まで昇温されることから、半導体ウェハーW中のイオン活性化は短時間で完了する。 Complete this time, since the surface temperature of the semiconductor wafer W is heated to the processing temperature T2 in a very short time of about 10 milliseconds to 0.1 milliseconds, ion activation of the semiconductor wafer W in a short time . 従って、半導体ウェハーWに打ち込まれたイオンが拡散することはなく、半導体ウェハーWに打ち込まれたイオンのプロファイルがなまるという現象の発生を防止することが可能となる。 Therefore, no ions implanted into the semiconductor wafer W is diffused, ion profiles implanted into the semiconductor wafer W it is possible to prevent the occurrence of phenomenon that rounded. なお、イオン活性化に必要な時間はイオンの拡散に必要な時間に比較して極めて短いため、0.1ミリセカンドないし10ミリセカンド程度の拡散が生じない短時間であってもイオン活性化は完了する。 Since the time required for ion activation extremely short compared to the time required for diffusion of ions, 0.1 ms to 10 ms approximately diffusion ion activation even short does not occur completed.
【0045】 [0045]
また、フラッシュランプ69を点灯して半導体ウェハーWを加熱する前に、加熱プレート74を使用して半導体ウェハーWの表面温度を200℃ないし600℃程度の予備加熱温度T1まで加熱していることから、フラッシュランプ69により半導体ウェハーWを1000℃ないし1100℃程度の処理温度T2まで速やかに昇温させることが可能となる。 Further, prior to heating the semiconductor wafer W to light the flash lamp 69, since it is heated to the preheating temperature T1 of about 600 ° C. to not 200 ° C. The surface temperature of the semiconductor wafer W using the heating plate 74 , to no 1000 ° C. the semiconductor wafer W it is possible to quickly raise the temperature to the processing temperature T2 of about 1100 ° C. by flash lamp 69.
【0046】 [0046]
フラッシュ加熱工程が終了した後に、サセプタ73および加熱プレート74がモータ40の駆動により図1に示す半導体ウェハーWの搬入・搬出位置まで下降するとともに、ゲートバルブ68により閉鎖されていた開口部66が開放される。 After the flash heating step is completed, with the susceptor 73 and heating plate 74 is lowered to loading and unloading position of semiconductor wafer W shown in FIG. 1 by driving the motor 40, openings 66 are closed by the gate valve 68 is opened It is. サセプタ73および加熱プレート74が下降することにより、サセプタ73から支持ピン70に半導体ウェハーWが受け渡される。 By susceptor 73 and the heating plate 74 is lowered, the semiconductor wafer W is transferred to the support pins 70 from the susceptor 73. そして、支持ピン70上に載置された半導体ウェハーWが図示しない搬送ロボットにより搬出される。 Then, placed on the semiconductor wafer W is unloaded by the transfer robot (not shown) on the support pin 70. 以上のようにして、一連の熱処理動作が完了する。 As described above, a series of heat treatment operation is completed.
【0047】 [0047]
ところで、フラッシュランプ69を点灯して半導体ウェハーWを加熱する際には、一瞬の閃光照射によってウェハー表面が急激に熱膨張して半導体ウェハーWが凸状に反ろうとする。 Incidentally, when heating the semiconductor wafer W to light the flash lamp 69, the wafer surface by momentary flash light irradiation rapid thermal expansion to the semiconductor wafer W is going Hanro convex. そして、このときに、半導体ウェハーWの端部が位置決めピン等に接触していると瞬間的な熱膨張時にそこから受ける応力によって半導体ウェハーWが割れるおそれのあることは既述した通りである。 Then, in this case, the end portion of the semiconductor wafer W is at risk of the semiconductor wafer W is cracked by stress received therefrom upon contact with which the instantaneous thermal expansion to the positioning pins and the like are as described above.
【0048】 [0048]
本実施形態においては、載置面99に対するテーパ面95の勾配αを15°としている。 In this embodiment is directed to the slope of the tapered surface 95 alpha 15 ° with respect to the mounting surface 99. 上述した如く、半導体ウェハーWは、通常その周端部の一点がテーパ面95に接触した状態で安定して保持されている。 As described above, the semiconductor wafer W is generally a point of the peripheral end portion is stably held in contact with the tapered surface 95. ここで、テーパ面95の勾配αが30°未満であれば、図5に示す如く、半導体ウェハーWが瞬間的に熱膨張したときであっても図中矢印AR5にて示すように、半導体ウェハーWの端部(テーパ面95に接触している端部)がテーパ面95に対して滑ることができる。 Here, if the gradient α is less than 30 ° of tapered surfaces 95, as shown in FIG. 5, as shown in FIG arrow AR5 even when the semiconductor wafer W is instantaneously thermal expansion, a semiconductor wafer end of W (end in contact with the tapered surface 95) can slip with respect to the tapered surface 95. つまり、テーパ面95の勾配αを30°未満とすることにより、半導体ウェハーWの端部がテーパ面95によって拘束されることがなくなるため、フラッシュランプ69の点灯時に半導体ウェハーWが自由に膨張することができるのである。 That is, by less than 30 ° the slope α of the tapered surface 95, since there is no the end portion of the semiconductor wafer W is restrained by the tapered surface 95, the semiconductor wafer W is free to expand upon lighting of the flash lamp 69 it is the can. その結果、一瞬の閃光照射によってウェハー表面が急激に熱膨張しても半導体ウェハーWがテーパ面95から大きな応力を受けることはなくなり、閃光照射時の半導体ウェハーWの割れを防止することができる。 As a result, the semiconductor wafer W is also rapidly thermal expansion wafer surface by momentary flash light irradiation is no longer able to receive large stress from the tapered surface 95, it is possible to prevent cracking of the semiconductor wafer W during flash light irradiation.
【0049】 [0049]
このような瞬間的な熱膨張時に半導体ウェハーWの端部がテーパ面95に対して滑ることができるためには、載置面99に対するテーパ面95の勾配αを30°未満としなければならない。 Such to the instantaneous time of thermal expansion the ends of the semiconductor wafer W can slide with respect to the tapered surface 95 must be less than 30 ° the slope α of the tapered surface 95 against the mounting surface 99. テーパ面95の勾配αが30°以上になると、半導体ウェハーWの端部とテーパ面95との静止摩擦力が大きくなり、瞬間的な熱膨張時に半導体ウェハーWの端部(テーパ面95に接触している端部)が滑ることができなくなり、その結果テーパ面95からの拘束応力によって半導体ウェハーWが割れるおそれがあるためである。 If the slope of the tapered surface 95 alpha is 30 ° or more, static friction force increases between the end portion and the tapered surface 95 of the semiconductor wafer W, the edge of the semiconductor wafer W during instantaneous thermal expansion (in contact with the tapered surface 95 to end) can not be slipping has, there is a possibility that the semiconductor wafer W is cracked by restraint stress from the result tapered surface 95. テーパ面95の勾配αが30°未満であれば半導体ウェハーWの端部がテーパ面95に対して滑ることができ、特に勾配αが20°未満であれば半導体ウェハーWの端部とテーパ面95との間の摩擦力が極めて小さくなり、閃光照射によってウェハー表面が急激に熱膨張しても半導体ウェハーWがテーパ面95から受ける応力は微小なものとなるため、閃光照射時の半導体ウェハーWの割れをより確実に防止することができる。 If the slope of the tapered surface 95 alpha is less than 30 ° can end of the semiconductor wafer W slides relative to the tapered surface 95, an end portion of the semiconductor wafer W and the tapered surface especially if the gradient alpha is less than 20 ° becomes very small frictional force between the 95, the stress even if the wafer surface is rapidly thermal expansion by flash light irradiation semiconductor wafer W receives from the tapered surface 95 becomes very small, the semiconductor wafer W during flash light irradiation it is possible to prevent cracks more reliably.
【0050】 [0050]
一方、載置面99に対するテーパ面95の勾配αが5°未満になると、上述したようなテーパ面95による半導体ウェハーWの位置決め効果がほとんど得られなくなり、サセプタ73が半導体ウェハーWを受け取ったときにその半導体ウェハーWが周縁面91に乗り上げるおそれがある。 On the other hand, placing the gradient of the tapered surface 95 alpha is less than 5 ° relative to surface 99, the positioning effect of the semiconductor wafer W by the tapered surface 95 as described above is not be almost obtained, when the susceptor 73 receives the semiconductor wafer W there is a possibility that the semiconductor wafer W rides on the peripheral surface 91. このため、載置面99に対するテーパ面95の勾配αは5°以上とする必要があり、特に安定した半導体ウェハーWの位置決め効果を得るためには勾配αを10°以上とすることが好ましい。 Therefore, the mounting must be greater than or equal to the gradient α is 5 ° tapered surface 95 against surface 99, it is preferable in order to obtain the positioning effect of the semiconductor wafer W is to the gradient α and 10 ° or more particularly stable.
【0051】 [0051]
また、半導体ウェハーWの端部とテーパ面95との間の摩擦力を小さくして当該端部が自由に滑れるようにするためには、テーパ面95の表面性状も重要となる。 Moreover, by reducing the frictional force between the end portion and the tapered surface 95 of the semiconductor wafer W to the end portion is free to skate as the surface properties of the tapered surface 95 is also important. すなわち、半導体ウェハーWの端部とテーパ面95との間の摩擦係数が小さいと、該端部がテーパ面95に対して滑り易くなる。 That is, when the coefficient of friction between the end portion and the tapered surface 95 of the semiconductor wafer W is small, the end portion becomes slippery with respect to the tapered surface 95. このため、テーパ面95の表面平均粗さ(Ra)は1.6μm以下としており、この範囲であれば半導体ウェハーWの端部とテーパ面95との間の摩擦力がより小さくなり、閃光照射によってウェハー表面が急激に熱膨張しても半導体ウェハーWがテーパ面95から受ける応力がより小さくなるため、閃光照射時の半導体ウェハーWの割れをより確実に防止することができる。 Therefore, the surface roughness of the tapered surface 95 (Ra) is set to 1.6μm or less, the frictional force between the end portion and the tapered surface 95 of the semiconductor wafer W as long as the range becomes smaller, flash light irradiation the semiconductor wafer W even if the wafer surface is rapidly thermally expands due because the stress received from the tapered surface 95 becomes smaller, it is possible to more reliably prevent the cracking of the semiconductor wafer W during flash light irradiation. 本実施形態においてはRa=1.6μmとしている。 It is set to Ra = 1.6 [mu] m in this embodiment.
【0052】 [0052]
以上の内容を集約すると、本発明にかかるサセプタ73のテーパ面95には半導体ウェハーWの位置決めおよび閃光照射時の半導体ウェハーWの割れ防止という二つの機能が与えられている。 Aggregating above contents, the tapered surface 95 of such a susceptor 73 in the present invention has two functions is given that prevent cracking of the semiconductor wafer W during positioning and flash light irradiation of the semiconductor wafer W. そして、これら二つの機能を両立すべく、載置面99に対するテーパ面95の勾配αを5°以上30°未満としているのである。 Then, in order to achieve both these two functions, with each other to the gradient α of 5 ° or more 30 than ° of tapered surfaces 95 against the mounting surface 99. 勾配αが5°以上あればサセプタ73が半導体ウェハーWを受け取ったときにテーパ面95によって半導体ウェハーWを載置面99上に位置決めすることができ、30°未満であれば閃光照射によってウェハー表面が急激に熱膨張したときにも半導体ウェハーWに過大な応力を与えることが抑制される。 Gradient α is able susceptor 73 if 5 ° or be positioned on the surface 99 mounting the semiconductor wafer W by the tapered surface 95 upon receipt of a semiconductor wafer W, the wafer surface by the flash light irradiation is less than 30 ° to give an excessive stress is suppressed to the semiconductor wafer W even when abruptly thermal expansion. このような二つの機能をより効果的に得るためには、載置面99に対するテーパ面95の勾配αを10°以上20°未満とするのが好ましい。 To obtain such two functional more effectively, the slope of the tapered surface 95 alpha against the mounting surface 99 preferably less than 20 ° 10 ° or more. さらに、テーパ面95の表面平均粗さ(Ra)を1.6μm以下とすれば半導体ウェハーWの端部とテーパ面95との間の摩擦力がより小さくなり、閃光照射によってウェハー表面が急激に熱膨張したときにも半導体ウェハーWに過大な応力を与えることがより確実に抑制される。 Further, become smaller frictional force between the end portion and the tapered surface 95 of the semiconductor wafer W when the surface roughness of the tapered surface 95 (Ra) of a 1.6μm or less, rapidly wafer surface by flash light irradiation it is more reliably suppressed giving excessive stress to the semiconductor wafer W even when the thermal expansion.
【0053】 [0053]
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。 Having described embodiments of the present invention, the invention is not limited to the above example. 例えば、上記実施形態においては光源5に27本のフラッシュランプ69を備えるようにしていたが、これに限定されずフラッシュランプ69の本数は任意のものとすることができる。 For example, in the embodiment described above had been so equipped with a light source 5 to 27 flash lamps 69, the number of flash lamps 69 is not limited to this may be any of those.
【0054】 [0054]
また、上記実施形態においては、支持ピン70を固定するとともにサセプタ73および加熱プレート74自体を昇降させることによってそれらの間で半導体ウェハーWの受け渡しを行うようにしていたが、サセプタ73および加熱プレート74を固定して支持ピン70を上下動させることによってそれらの間で半導体ウェハーWの受け渡しを行うようにしても良い。 In the embodiment described above, had to perform the transfer of the semiconductor wafer W between them by raising and lowering the susceptor 73 and the heating plate 74 itself is fixed to the support pin 70, a susceptor 73 and heating plate 74 may be performed to transfer the semiconductor wafer W between them by vertically moving the fixed and the support pins 70. すなわち、サセプタ73および加熱プレート74と支持ピン70とを相対的に昇降させるように構成する形態であれば良い。 That may be a form configured to be down relatively to the susceptor 73 and heating plate 74 and the support pins 70.
【0055】 [0055]
また、上記実施形態においては、半導体ウェハーに光を照射してイオン活性化処理を行うようにしていたが、本発明にかかる熱処理装置による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い。 In the embodiment described above, had to perform the ion activation process by irradiating light to the semiconductor wafer, substrate to be processed by the heat treatment apparatus according to the present invention is not limited to the semiconductor wafer . 例えば、窒化シリコン膜や多結晶シリコン膜等の種々のシリコン膜が形成されたガラス基板に対して本発明にかかる熱処理装置による処理を行っても良い。 For example, processing may be performed by the heat treatment apparatus according to the present invention with respect to the glass substrate in which various silicon film such as a silicon film or polycrystalline silicon nitride film is formed.
【0056】 [0056]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、請求項1 および請求項7の発明によれば、載置面に対するテーパ面の勾配を5°以上30°未満としているため、基板を載置面上に適切に位置決めすることができるとともに、 フラッシュ光を照射して熱処理を行うときに基板表面が急激に熱膨張したときにも基板に過大な応力が作用することを抑制して熱処理時の基板の割れを防止することができる。 As described above, according to the invention of claim 1 and claim 7, since the 5 ° or less than 30 ° the slope of the tapered surface relative to the mounting surface, to be properly positioned on the mounting surface of the substrate that is is possible to prevent cracking of the substrate during to heat treatment suppress the substrate surface rapidly excessive stress to the substrate even when the thermal expansion acts upon the heat treatment is performed by irradiating a flash light it can.
【0057】 [0057]
また、請求項2の発明によれば、テーパ面の表面平均粗さが1.6μm以下であるため、基板とテーパ面との間の摩擦力がより小さくなり、熱処理時に基板表面が急激に熱膨張したときにも基板に過大な応力が作用することをより確実に抑制することができる。 Further, according to the second aspect of the present invention, since the surface roughness of the tapered surface is 1.6μm or less, the frictional force between the substrate and the tapered surface is smaller, rapidly the substrate surface during the heat treatment heat excessive stress to the substrate even when inflated can be more reliably prevented from acting. 同様に、請求項4の発明によれば、傾斜面の表面平均粗さが1.6μm以下であるため、熱処理時に基板表面が急激に熱膨張したときにも基板に過大な応力が作用することをより確実に抑制することができる。 Similarly, according to the invention of claim 4, since the surface roughness of the inclined surfaces is 1.6μm or less, an excessive stress to act on the substrate even when the substrate surface is rapidly thermally expands during the heat treatment it can be more reliably suppressed.
【0058】 [0058]
また、請求項3の発明によれば、凹部の底面に対する傾斜面の勾配を5°以上30°未満としているため、基板を凹部内に適切に位置決めすることができるとともに、 フラッシュ光を照射して熱処理を行うときに基板表面が急激に熱膨張したときにも基板に過大な応力が作用することを抑制して熱処理時の基板の割れを防止することができる。 Further, according to the invention of claim 3, since the slope of the inclined surface with the bottom surface of the concave portion to less than 5 ° above 30 °, it is possible to properly position the substrate in the recess, by irradiating a flash light it is possible to prevent cracking of the substrate during to heat treatment suppress the substrate surface to act excessive stress to the substrate even when rapid thermal expansion when subjected to heat treatment.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明にかかる熱処理装置の構成を示す側断面図である。 1 is a side sectional view showing a configuration of a heat treatment apparatus according to the present invention.
【図2】本発明にかかる熱処理装置の構成を示す側断面図である。 It is a side sectional view showing a configuration of a heat treatment apparatus according to the present invention; FIG.
【図3】図1の熱処理装置のサセプタの側断面図である。 3 is a side sectional view of a susceptor of the heat treatment apparatus of FIG.
【図4】図1の熱処理装置のサセプタの平面図である。 4 is a plan view of a susceptor of the heat treatment apparatus of FIG.
【図5】閃光照射時の半導体ウェハーの挙動を示す図である。 5 is a diagram illustrating the behavior of a semiconductor wafer during flash light irradiation.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
5 光源40 モータ65 チャンバー69 フラッシュランプ70 支持ピン71 リフレクタ73 サセプタ74 加熱プレート91 周縁面95 テーパ面99 載置面W 半導体ウェハー 5 the light source 40 motor 65 chamber 69 flash lamps 70 supporting pins 71 reflector 73 susceptor 74 heating plate 91 peripheral surface 95 tapered surface 99 mounting surface W semiconductor wafer

Claims (9)

  1. 基板に対してフラッシュ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、 A heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating a flash light to the substrate,
    複数のフラッシュランプを有する光源と、 A light source having a plurality of flash lamps,
    前記光源の下方に設けられ、前記光源から出射されたフラッシュ光を透過するチャンバー窓を上部に備えるチャンバーと、 Provided under the light source, a chamber having a chamber window that transmits flash light emitted from the light source at the top,
    前記チャンバー内にて基板を略水平姿勢にて保持する保持手段と、 Holding means for holding at a substantially horizontal position of the substrate in the chamber,
    を備え、 Equipped with a,
    前記保持手段は、前記基板の平面サイズ以上の領域を有する平坦な載置面と、前記載置面の周縁部を環囲して前記載置面を規定するテーパ面と、を備え、前記テーパ面の下端部が前記載置面の前記周縁部に連接されるとともに、前記テーパ面は上方に向けて広くなるように形成され、前記載置面に対する前記テーパ面の勾配は5°以上30°未満である熱処理用サセプタを有することを特徴とする熱処理装置 Said holding means, and a tapered surface defining a mounting surface before and flat mounting surface having an area greater than the planar size of the substrate, the peripheral portion of the mounting surface and surrounds the front Stories the lower end portion of the tapered surface is connected to the peripheral edge of the mounting surface, the tapered surface is formed to be wider toward the upper side, the slope of the tapered surface relative to the mounting surface is 5 ° or more 30 thermal processing apparatus characterized by having a heat treatment for susceptor is less than °.
  2. 請求項1記載の熱処理装置において、 The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein,
    前記テーパ面の表面平均粗さは1.6μm以下であることを特徴とする熱処理装置 Heat treatment apparatus, wherein the surface roughness of the tapered surface is 1.6μm or less.
  3. 基板に対してフラッシュ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、 A heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating a flash light to the substrate,
    複数のフラッシュランプを有する光源と、 A light source having a plurality of flash lamps,
    前記光源の下方に設けられ、前記光源から出射されたフラッシュ光を透過するチャンバー窓を上部に備えるチャンバーと、 Provided under the light source, a chamber having a chamber window that transmits flash light emitted from the light source at the top,
    前記チャンバー内にて基板を略水平姿勢にて保持する保持手段と、 Holding means for holding at a substantially horizontal position of the substrate in the chamber,
    を備え、 Equipped with a,
    前記保持手段は、熱処理時に前記基板を収容する凹部を備え、前記凹部は、 前記基板の平面サイズ以上の領域を有する平坦な底面および当該底面の周縁部を環囲する傾斜面を有し、前記底面に対する前記傾斜面の勾配は5°以上30°未満である熱処理用サセプタを有することを特徴とする熱処理装置 Said retaining means comprises a recess for accommodating the substrate during the heat treatment, before Symbol recess, the peripheral portion of the flat bottom surface and the bottom surface has an area of more than planar size of the substrate has an inclined surface that surrounds, the heat treatment apparatus is the gradient of the inclined surface with respect to prior Symbol bottom, characterized in that it comprises a heat treatment for susceptor is less than 30 ° 5 ° or more.
  4. 請求項3記載の熱処理装置において、 The heat treatment apparatus according to claim 3, wherein,
    前記傾斜面の表面平均粗さは1.6μm以下であることを特徴とする熱処理装置。 Heat treatment apparatus, wherein the surface roughness of the inclined surfaces is 1.6μm or less.
  5. 請求項1から請求項4のいずれかに記載の熱処理装置において、 The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4,
    前記熱処理用サセプタの材質は石英であることを特徴とする熱処理装置。 Heat treatment and wherein the material of the heat treatment for susceptor is quartz.
  6. 請求項1から請求項5のいずれかに記載の熱処理装置において、 The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5,
    前記保持手段は、保持する基板を予備加熱するアシスト加熱手段をさらに有することを特徴とする熱処理装置。 It said retaining means, a heat treatment apparatus characterized by further comprising an assist heating means for preheating the substrate to hold.
  7. 基板に対してフラッシュ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、 A heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating a flash light to the substrate,
    複数のフラッシュランプを有する光源と、 A light source having a plurality of flash lamps,
    前記光源の下方に設けられ、前記光源から出射されたフラッシュ光を透過するチャンバー窓を上部に備えるチャンバーと、 Provided under the light source, a chamber having a chamber window that transmits flash light emitted from the light source at the top,
    前記チャンバー内にて基板を略水平姿勢にて保持する熱処理用サセプタと、 Substantially a heat treatment susceptor for holding in a horizontal position the substrate in the chamber,
    前記熱処理用サセプタに保持された基板を予備加熱するアシスト加熱手段と、 The assist heating means for preheating the substrate held by said heat treatment susceptor,
    を備え、 Equipped with a,
    前記熱処理用サセプタは、前記基板の平面サイズ以上の領域を有する平坦な載置面と、前記載置面の周縁部を環囲して前記載置面を規定するテーパ面と、を備え、前記テーパ面の下端部が前記載置面の前記周縁部に連接されるとともに、前記テーパ面は上方に向けて広くなるように形成され、前記載置面に対する前記テーパ面の勾配は5°以上30°未満であることを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment for susceptor and a tapered surface defining a mounting surface before and flat mounting surface having an area greater than the planar size of the substrate, the peripheral portion of the mounting surface and surrounds, the the lower end portion of the tapered surface is connected to the peripheral edge of the mounting surface, the tapered surface is formed to be wider toward the upper side, the slope of the tapered surface relative to the mounting surface is 5 ° or more 30 heat treatment apparatus and less than °.
  8. 請求項6または請求項7記載の熱処理装置において、 The heat treatment apparatus according to claim 6 or claim 7, wherein,
    前記アシスト加熱手段は、フラッシュ光によって基板を加熱する前に200℃ないし600℃で継続して基板を予備加熱することを特徴とする熱処理装置。 The assist heating means, a heat treatment apparatus characterized by continuing preheated substrate at 600 ° C. 200 to ° C. prior to heating the substrate by flash light.
  9. 請求項8記載の基板処理装置において、 In the substrate processing apparatus according to claim 8,
    前記光源からのフラッシュ光によって基板の表面温度を1000℃ないし1100℃に昇温することを特徴とする熱処理装置。 Heat treatment apparatus characterized by raising the surface temperature of the substrate by the flash light in 1000 ° C. to 1100 ° C. from the light source.
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