JP4421218B2

JP4421218B2 - 熱処理装置

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Publication number: JP4421218B2
Application number: JP2003143366A
Authority: JP
Inventors: 達文楠田
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: US7072579B2; US20040264950A1; JP2004349389A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウェハーやガラス基板等（以下、単に「基板」と称する）に光を照射することにより基板を熱処理する熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。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。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。
【０００３】
通常、上記のような熱処理装置では複数のランプを備えるとともに、処理中のウェハー温度を測定してその測定結果に基づいてランプへの出力をフィードバック制御する機構を備える。例えば、複数の白熱ランプを幾つかのゾーンに分割し、それらゾーン毎にランプ電力をフィードバック制御する技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
一方、ハロゲンランプにより毎秒数百度程度の速度で半導体ウェハー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。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。
【０００５】
上述したイオン拡散の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２，３参照）。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。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２４４２１２号公報
【特許文献２】
特開昭５９−１６９１２５号公報
【特許文献３】
特開昭６３−１６６２１９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
キセノンフラッシュランプを使用した熱処理装置においても、複数のフラッシュランプが設けられている。それら複数のフラッシュランプには製造誤差、回路特性誤差、経時変化等に起因した個体間のバラツキが存在する。このような個体間のバラツキにより、照射強度が不均一となる場合があり、各フラッシュランプの出力を調整する必要がある。しかしながら、照射時間が極めて短いフラッシュランプの場合、半導体ウェハーの温度測定結果に基づくランプ出力のフィードバック制御は不可能である。このため、実際に熱処理を行った半導体ウェハーの特性を測定し、それに基づいて各フラッシュランプの出力を調整しなければならない。
【０００８】
ところが、フラッシュランプの電源回路に変更を加えて各フラッシュランプごとにランプ両端電圧を調整することは非常なコスト高となって現実的ではなかった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ランプの照射強度を安価かつ容易に調整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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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、複数のランプを有する光源と、前記光源の下方に設けられたチャンバーと、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、前記複数のランプに１対１で対応して設けられ、それぞれが対応するランプに電力を供給するための複数の配線と、前記複数の配線の少なくとも１本に対して着脱自在に周設され、該配線を流れる電流を調整する磁性体リングと、を備える。
【００１２】
また、請求項２の発明は、基板に対して閃光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置において、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たチャンバーと、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、前記複数のフラッシュランプに１対１で対応して設けられ、それぞれが対応するフラッシュランプに電力を供給するための複数の配線と、前記複数の配線の少なくとも１本に対して着脱自在に周設された磁性体リングと、を備える。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明にかかる熱処理装置において、前記磁性体リングにはフェライトコアが内蔵されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
【００１５】
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。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半導体ウェハー等の基板の熱処理を行う装置である。
【００１６】
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。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。また、チャンバー６５の本体部を構成する底板６２および側板６３、６４は、例えばステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて構成されている。
【００１７】
また、底板６２には、後述する熱拡散板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。さらに、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。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。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。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。
【００１８】
チャンバー６５は光源５の下方に設けられている。光源５は、複数（本実施形態においては２９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。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平面状に配列されている。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覆うように配設されている。
【００１９】
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。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。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。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。
【００２０】
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。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。
【００２１】
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。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。
【００２２】
チャンバー６５内には、加熱プレート７４と熱拡散板７３とが設けられている。熱拡散板７３は加熱プレート７４の上面に貼着されている。また、熱拡散板７３の表面には、半導体ウェハーＷの位置ずれ防止ピン７５が付設されている。
【００２３】
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。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。一方、熱拡散板７３は、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。この熱拡散板７３の材質としては、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃：酸化アルミニウム）や石英等の比較的熱伝導率が小さいものが採用される。または、加熱プレート７４と同様に窒化アルミニウムにて構成しても良い。
【００２４】
熱拡散板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。
【００２５】
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。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。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。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。このため、熱拡散板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。
【００２６】
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、熱拡散板７３および加熱プレート７４が下降した位置である。この状態においては、支持ピン７０の上端は、熱拡散板７３および加熱プレート７４に形成された貫通孔を通過し、熱拡散板７３の表面より上方に突出する。
【００２７】
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、熱拡散板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。熱拡散板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は熱拡散板７３によって受け取られ、その下面を熱拡散板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。逆に、熱拡散板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、熱拡散板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。
【００２８】
半導体ウェハーＷを支持する熱拡散板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。なお、このときの熱拡散板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。
【００２９】
また、チャンバー６５のチャンバー壁面に沿ってライナー２０が嵌合されている。ライナー２０はチャンバー６５に対して固定はされておらず、着脱自在とされている。ライナー２０は、例えば石英にて構成されており、側板６３、６４および底板６２の内壁面を覆うように有底筒形状に形成されている。なお、ライナー２０は、筒部と底部とに分離可能な分割体としても良いし、一体成型するようにしても良い。
【００３０】
また、加熱プレート７４、熱拡散板７３およびそれらを支える筒状体４１の周囲には、熱拡散板７３の上面を除いてヒーターリフレクタ３０が周設されている。ヒーターリフレクタ３０も石英製の部材である。ヒーターリフレクタ３０は、加熱プレート７４からの熱エネルギーが熱拡散板７３以外に伝導するのを防ぐ。
【００３１】
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。熱拡散板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、熱拡散板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。
【００３２】
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。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。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。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。
【００３３】
また、熱処理装置には、各フラッシュランプ６９に電力を供給するための電源回路が設けられている。図３は、フラッシュランプ６９に電力を供給するための電源回路を示す図である。チャージスイッチ５１をＯＮ状態にすると、コンデンサー５２に蓄電される。そして、コンデンサー５２に蓄電された電荷量にしたがってフラッシュランプ６９の両端電極に電圧が印加される。但し、フラッシュランプ６９の内部に封入されているキセノンガスは絶縁体であるため、両端電極に高電圧が印加されたとしてもガラス管５５内に電流は流れない。
【００３４】
フラッシュランプ６９の両端電極に高電圧が印加された状態において、トリガースイッチ５３をＯＮ状態にしてトリガー電極５４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５２に蓄えられた電荷がガラス管５５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。このときに流れる電流の波形は、コイル５６のインダクタンスによって概ね定まる。この電源回路はフラッシュランプ６９の個々に設置されているが、トリガースイッチ５３は複数の電源回路に共通としても良い。
【００３５】
本実施形態では、さらにフラッシュランプ６９に電力を供給するための配線５７に磁性体リング５８を取り付けている。図４は、配線５７に磁性体リング５８を取り付けた状態を示す斜視図である。また、図５は、磁性体リング５８の断面図である。磁性体リング５８は、半円弧形状の第１部材５８ａと第２部材５８ｂとを開閉自在に蝶着して構成されている。第１部材５８ａおよび第２部材５８ｂは、例えばプラスチックにて構成されている。磁性体リング５８における蝶着部位の反対側には、係止部材５９ａ，５９ｂが設けられている。係止部材５９ａは第１部材５８ａに固設され、係止部材５９ｂは第２部材５８ｂに固設されている。
【００３６】
第１部材５８ａにはその形状に沿って半円弧形状のフェライトコア６０ａが内蔵されている。同様に、第２部材５８ｂにもその形状に沿って半円弧形状のフェライトコア６０ｂが内蔵されている。フェライトコア６０ａ，６０ｂは強磁性体である。
【００３７】
第１部材５８ａと第２部材５８ｂとを閉じて係止部材５９ａ，５９ｂの双方を係止させることにより、第１部材５８ａおよび第２部材５８ｂが閉じた状態に固定され、円環形状の磁性体リング５８となる（図５（ａ）の状態）。一方、係止部材５９ａ，５９ｂの係止状態を解除するだけで、容易に第１部材５８ａおよび第２部材５８ｂが開いた状態にすることができる（図５（ｂ）の状態）。従って、第１部材５８ａと第２部材５８ｂとの間に配線５７を挟み込んで双方を閉じ、係止部材５９ａ，５９ｂを係止させるだけで磁性体リング５８は配線５７に周設することができる。また、その状態から係止部材５９ａ，５９ｂの係止状態を解除するだけで、容易に磁性体リング５８を配線５７から取り外すことができる。すなわち、磁性体リング５８は配線５７に対して着脱自在に周設されるものであり、作業者は容易にフラッシュランプ６９に電力を供給するための配線５７に対して磁性体リング５８を取り付けたり取り外したりすることができる。なお、配線５７は２９本のフラッシュランプ６９に１対１で対応して設けられているものであり、２９本の配線５７のそれぞれについて磁性体リング５８を着脱することができる。
【００３８】
次に、上記構成を有す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。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。
【００３９】
この熱処理装置においては、熱拡散板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。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。しかる後、熱拡散板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。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。
【００４０】
熱拡散板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。このため、熱拡散板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が加熱状態にある熱拡散板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。
【００４１】
この状態においては、半導体ウェハーＷは熱拡散板７３により継続して加熱される。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。
【００４２】
なお、この予備加熱温度Ｔ１は、例えば２００℃ないし６００℃程度、好ましくは３５０℃〜５５０℃程度の温度である。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。
【００４３】
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。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。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。
【００４４】
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。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。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。
【００４５】
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。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。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。
【００４６】
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。
【００４７】
フラッシュ加熱工程が終了した後に、熱拡散板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。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。以上のようにして、一連の熱処理動作が完了する。
【００４８】
ところで、本実施形態においては光源５に２９本のキセノンフラッシュランプ６９を設けているが、既述したように、これらの間には製造誤差、電源回路の特性誤差や経時変化等に起因した個体間のバラツキが存在する。そして、このような個体間のバラツキが存在すると照射強度の分布が不均一となり、その結果処理後の半導体ウェハーＷの特性にも面内の不均一性が生じることとなる。例えば、あるフラッシュランプ６９の照射強度のみが他に比べて強いと、その直下に位置する半導体ウェハーＷの部位の温度のみが高くなり、処理後の半導体ウェハーＷの特性に面内不均一性が生じることとなるのである。なお、フラッシュランプ６９を使用した装置においては、照射時間が極めて短いため処理中のリアルタイムな半導体ウェハーＷの測温は不可能であり、処理後の半導体ウェハーＷのシート抵抗値等を測定することによって初めてフラッシュランプ６９の個体間のバラツキが判明する。
【００４９】
上記のように、あるフラッシュランプ６９の照射強度のみが他に比べて強い場合、作業者はそのフラッシュランプ６９に電力を供給するための配線５７に磁性体リング５８を装着する。この作業は第１部材５８ａと第２部材５８ｂとの間に配線５７を挟み込んで、係止部材５９ａ，５９ｂを係止させるだけの極めて簡単なものであり、これにより図４に示した如く配線５７に磁性体リング５８が周設されることとなる。
【００５０】
フラッシュランプ６９を点灯してフラッシュ加熱を行うときには、例えば配線５７に約１ｍ秒の間に約４０００Ａという大電流が流れることとなる。これほどの大電流が流れると配線５７の周囲にはアンペールの法則に従って強力な磁場が発生する。その結果、配線５７に周設された磁性体リング５８（正確には、磁性体リング５８に内蔵された強磁性体であるフェライトコア６０ａ，６０ｂ）が瞬間的に磁化される。
【００５１】
磁性体リング５８が瞬間的に磁化されると、電磁誘導作用によって配線５７に誘導起電力が生じる。このときに生じる誘導起電力は、磁性体リング５８に生じた磁束変化を妨げる方向に誘導電流を流すような向きに発生するものである（レンツの法則）。つまり、コンデンサー５２からフラッシュランプ６９に流れる電流とは逆向きの誘導電流を流すように誘導起電力が発生するのである。その結果、コンデンサー５２からフラッシュランプ６９に流れる電流の波形が若干なだらかにシフトするように変化する。
【００５２】
図６は、磁性体リング５８によるフラッシュランプ６９に流れる電流の波形変化を示す図である。同図において、横軸はフラッシュランプ６９内の絶縁が破壊された瞬間からの経過時間であり、縦軸はフラッシュランプ６９内に流れる電流量である。配線５７に磁性体リング５８を周設しない通常の状態での電流波形は実線に示すようなものである。そして、配線５７に磁性体リング５８を周設した場合には、磁性体リング５８が磁化されることによる誘導起電力によって図６の点線に示すような電流波形に変化する。つまり、瞬間的に流れる電流が若干低減されるのである。その結果、他に比較して照射強度が強かったフラッシュランプ６９に瞬間的に流れる電流が若干低減され、その照射強度が僅かに弱くなり、光源５全体としての照度分布が均一となる。これにより、フラッシュ加熱時の半導体ウェハーＷの面内温度分布が均一となり、処理後の特性の面内分布も均一となるのである。
【００５３】
以上のように、本実施形態では着脱自在の磁性体リング５８を配線５７に取り付けるだけの簡単な作業によってフラッシュランプ６９の照射強度を調整している。これに要するコストはフラッシュランプ６９の電源回路を調整する場合に比較して極めて安価であり、また要する時間も極めて短い。すなわち、本実施形態のようにすれば、作業者が極めて容易かつ安価にフラッシュランプ６９の照射強度を調整することができるのである。
【００５４】
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。例えば、上記実施形態においては光源５に２９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。
【００５５】
また、上記実施形態においては、他に比較して照射強度が強いフラッシュランプ６９の照射強度を弱める場合について説明したが、他に比較して照射強度が弱いフラッシュランプ６９の照射強度を強めることも可能である。このような場合に備えて、予め２９本のフラッシュランプ６９に電力を供給する２９本の配線５７の全てに１個の磁性体リング５８を取り付けておく。そして、あるフラッシュランプ６９の照射強度のみが他に比べて弱い場合、作業者はそのフラッシュランプ６９に電力を供給するための配線５７から磁性体リング５８を取り外す。すると、上述したのとは逆の作用によってフラッシュランプ６９に流れる電流が若干多くなり、そのフラッシュランプ６９の照射強度が少し強くなるのである。なお、フラッシュランプ６９の照射強度を弱めたい場合には配線５７に磁性体リング５８を追加して取り付けるようにすれば良い。
【００５６】
また、フラッシュランプ６９の個体間バラツキの程度に応じて、１本の配線５７に複数の磁性体リング５８を取り付けるようにしても良いし、複数の配線５７に磁性体リング５８を取り付けるようにしても良い。また、全ての配線５７に予め同数の複数の磁性体リング５８を取り付けておいて、フラッシュランプ６９の個体間バラツキの程度に応じて、各配線５７から磁性体リング５８を増減するようにしても良い。いずれの調整作業であっても、配線５７に対する磁性体リング５８の着脱は極めて容易であるため、容易かつ安価にフラッシュランプ６９の照射強度を調整することができる。なお、１個の磁性体リング５８によって調整できる照射強度の変化は小さなものであるが、そもそも経時変化等に起因したフラッシュランプ６９の個体間のバラツキが僅かなものであるため、そのような簡易な調整であっても十分である。
【００５７】
また、光源５にフラッシュランプ６９に代えて他の種類のランプ（例えばハロゲンランプ）を備え、当該ランプからの光照射によって半導体ウェハーＷの加熱を行う熱処理装置であっても本発明に係る技術を適用することができる。この場合であっても、交流特性を有する電流をランプに流すことによって発光させるのであれば、上記実施形態と同様に、磁性体リング５８を配線に着脱することによって容易かつ安価にランプの照射強度を調整することができる。
【００５８】
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。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。一例として、ＣＶＤ法によりガラス基板上に形成した多結晶シリコン膜にシリコンをイオン注入して非晶質化した非晶質シリコン膜を形成し、さらにその上に反射防止膜となる酸化シリコン膜を形成する。この状態で、本発明にかかる熱処理装置により非晶質のシリコン膜の全面に光照射を行い、非晶質のシリコン膜が多結晶化した多結晶シリコン膜を形成することもできる。
【００５９】
また、ガラス基板上に下地酸化シリコン膜、アモルファスシリコンを結晶化したポリシリコン膜を形成し、そのポリシリコン膜にリンやボロン等の不純物をドーピングした構造のＴＦＴ基板に対して本発明にかかる熱処理装置により光照射を行い、ドーピング工程で打ち込まれた不純物の活性化を行うこともできる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、ランプに電力を供給するための配線の少なくとも１本に対して、該配線を流れる電流を調整する磁性体リングを着脱自在に周設しているため、ランプの照射強度を安価かつ容易に調整することができる。
【００６２】
また、請求項２の発明によれば、フラッシュランプに電力を供給するための配線の少なくとも１本に対して磁性体リングを着脱自在に周設しているため、フラッシュランプの照射強度を安価かつ容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図３】フラッシュランプに電力を供給するための電源回路を示す図である。
【図４】配線に磁性体リングを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図５】磁性体リングの断面図である。
【図６】磁性体リングによるフラッシュランプに流れる電流の波形変化を示す図である。
【符号の説明】
５光源
５１チャージスイッチ
５２コンデンサー
５３トリガースイッチ
５４トリガー電極
５５ガラス管
５６コイル
５７配線
５８磁性体リング
６０ａ，６０ｂフェライトコア
６１透光板
６３，６４側板
６５チャンバー
６９フラッシュランプ
７１リフレクタ
７２光拡散板
７３熱拡散板
７４加熱プレート
Ｗ半導体ウェハー

Claims

基板に対して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、
複数のランプを有する光源と、
前記光源の下方に設けられたチャンバーと、
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、
前記複数のランプに１対１で対応して設けられ、それぞれが対応するランプに電力を供給するための複数の配線と、
前記複数の配線の少なくとも１本に対して着脱自在に周設され、該配線を流れる電流を調整する磁性体リングと、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
基板に対して閃光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置であって、
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たチャンバーと、
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、
前記複数のフラッシュランプに１対１で対応して設けられ、それぞれが対応するフラッシュランプに電力を供給するための複数の配線と、
前記複数の配線の少なくとも１本に対して着脱自在に周設された磁性体リングと、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
請求項１または請求項２に記載の熱処理装置において、
前記磁性体リングにはフェライトコアが内蔵されていることを特徴とする熱処理装置。