JP5238729B2

JP5238729B2 - Heat treatment method and heat treatment apparatus

Info

Publication number: JP5238729B2
Application number: JP2010001899A
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: 2010-01-07
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: JP2010114460A

Description

本発明は、半導体ウェハーや液晶表示装置用ガラス基板等（以下、単に「基板」と称する）に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方法および熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment method and a heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating light onto a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device or the like (hereinafter simply referred to as “substrate”).

従来より、短時間アニールが可能な装置として、ハロゲンランプより照射される光のエネルギーを利用して毎秒数百度程度の速度で半導体ウェハーを昇温する高速ランプアニール装置が使用されていた（例えば、特許文献１）。短時間アニールとは言っても、カンタルヒータ等を使用した抵抗加熱方式の熱処理装置と比較すればの話であり、そのアニール時間は概ね数秒程度であった。 Conventionally, as a device capable of short-time annealing, a high-speed lamp annealing device that uses a light energy irradiated from a halogen lamp to raise the temperature of a semiconductor wafer at a speed of about several hundred degrees per second has been used (for example, Patent Document 1). Even if it is short-time annealing, it is a story compared with a resistance heating type heat treatment apparatus using a cantal heater or the like, and the annealing time was about several seconds.

一方、より短時間のアニールが可能な装置として、キセノンフラッシュランプを使用して半導体ウェハーの表面にフラッシュ光（閃光）を照射するフラッシュランプアニール装置が知られている（例えば、特許文献２）。キセノンフラッシュランプのフラッシュ光照射時間は１０ミリ秒以下の極めて短時間である。また、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、１０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。このため、フラッシュランプアニール装置は、イオン注入後の半導体ウェハーのイオン活性化処理に好適であり、イオンの熱拡散を生じさせることなくイオン活性化のみを行って浅い接合を形成することができる。 On the other hand, a flash lamp annealing apparatus that uses a xenon flash lamp to irradiate the surface of a semiconductor wafer with flash light (flash light) is known as an apparatus that can perform annealing in a shorter time (for example, Patent Document 2). The flash light irradiation time of the xenon flash lamp is an extremely short time of 10 milliseconds or less. The xenon flash lamp has a radiation spectral distribution from the ultraviolet region to the near-infrared region, which has a shorter wavelength than that of a conventional halogen lamp, and almost coincides with the fundamental absorption band of a silicon semiconductor wafer. Therefore, when the semiconductor wafer is irradiated with flash light from the xenon flash lamp, the semiconductor wafer can be rapidly heated with little transmitted light. Further, it has been found that if the flash light irradiation is performed for an extremely short time of 10 milliseconds or less, only the vicinity of the surface of the semiconductor wafer can be selectively heated. For this reason, the flash lamp annealing apparatus is suitable for ion activation treatment of a semiconductor wafer after ion implantation, and can form a shallow junction by performing only ion activation without causing thermal diffusion of ions.

また、フラッシュランプアニール装置よりもさらに短時間のアニールが可能な装置としてはレーザアニール装置がある。レーザアニール装置は、数十ナノ秒のパルスレーザをＸ−Ｙ両方向にスキャンさせてアニールする装置である。 As an apparatus capable of annealing in a shorter time than a flash lamp annealing apparatus, there is a laser annealing apparatus. The laser annealing apparatus is an apparatus that anneals by scanning a pulse laser of several tens of nanoseconds in both X and Y directions.

特開２０００−１９９６８８号公報JP 2000-199688 A 特開２００４−０５５８２１号公報JP 2004-055821 A

しかしながら、従来においては、ハロゲンランプを使用した高速ランプアニール装置とフラッシュランプアニール装置との中間域のアニール時間を実現できる技術が存在しなかった。すなわち、半導体ウェハーの主面各位置におけるアニール時間が１０ミリ秒〜１秒程度となる熱処理装置が存在しなかった。近年、このような中間域のアニール時間での熱処理がトランジスタ製作における活性化処理や金属処理、また配線処理工程などの各種工程で必要とされつつある。 However, conventionally, there has been no technology that can realize an annealing time in an intermediate region between a high-speed lamp annealing apparatus using a halogen lamp and a flash lamp annealing apparatus. That is, there has been no heat treatment apparatus in which the annealing time at each position on the main surface of the semiconductor wafer is about 10 milliseconds to 1 second. In recent years, such heat treatment with an intermediate annealing time has been required in various processes such as activation processing, metal processing, and wiring processing in transistor fabrication.

ハロゲンランプによって上記中間域のアニール時間を実現しようとすれば、より大きな出力が必要なるためにフィラメントを太くしなければならず、そうすると熱量量が大きくなって却って昇温降温速度が遅くなるという問題が生じる。 If an intermediate annealing time is to be realized with a halogen lamp, the filament must be made thicker because a larger output is required. If this is done, the amount of heat increases and the temperature rise / fall rate slows down. Occurs.

また、レーザアニール装置においては、パルスレーザが半導体ウェハー上の各位置に留まる時間を長くすれば、理論上は上記中間域のアニール時間を達成することもできる。ところが、パルスレーザが特定位置に留まる時間が長くなると、露光されていない領域まで昇温されて、昇温の重ね合わせ部分に生じるスイッチングという現象が顕著となる。より大きな問題として、パルスレーザが各位置に留まる時間が長くなった結果、１枚の半導体ウェハーを処理するのに１時間程度を要することとなり、現実味のないスループットとなる。 In the laser annealing apparatus, the annealing time in the intermediate region can theoretically be achieved by increasing the time during which the pulse laser stays at each position on the semiconductor wafer. However, when the time during which the pulse laser stays at a specific position becomes long, the temperature rises to an unexposed area, and the phenomenon of switching that occurs in the overlapping portion of the temperature rise becomes significant. As a larger problem, as a result of the longer time that the pulse laser stays at each position, it takes about one hour to process one semiconductor wafer, resulting in an unrealistic throughput.

また、単に急速に昇温して急速に降温するだけでなく、アニール時の温度プロファイルを自由に変更したいという要望もある。 Further, there is a demand not only to rapidly raise the temperature and to rapidly lower the temperature, but also to freely change the temperature profile during annealing.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、アニール時のアニール時間および温度プロファイルを自由に設定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 capable of freely setting an annealing time and a temperature profile during annealing.

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方法において、フラッシュランプに接続された絶縁ゲートバイポーラトランジスタのゲートに複数パルスを含むパルス信号を出力し、前記パルス信号がオンになるタイミングと同期して前記フラッシュランプのトリガー電極にトリガー電圧を印加することによって前記フラッシュランプの発光をチョッパ制御して基板に複数回の光照射を行って基板表面を加熱することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a heat treatment method for heating a substrate by irradiating the substrate with light, and includes a plurality of pulses at the gate of an insulated gate bipolar transistor connected to a flash lamp. A pulse signal is output , and by applying a trigger voltage to the trigger electrode of the flash lamp in synchronization with the timing when the pulse signal is turned on, the light emission of the flash lamp is chopper-controlled to irradiate the substrate multiple times. And heating the substrate surface.

また、請求項２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方法において、フラッシュランプに接続された絶縁ゲートバイポーラトランジスタのゲートに複数パルスを含むパルス信号を出力し、前記フラッシュランプのトリガー電極に一定間隔でトリガー電圧を印加することによって前記フラッシュランプの発光をチョッパ制御して基板に複数回の光照射を行って基板表面を加熱することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the heat treatment method for heating the substrate by irradiating the substrate with light, a pulse signal including a plurality of pulses is output to the gate of the insulated gate bipolar transistor connected to the flash lamp. The substrate surface is heated by chopper-controlling the light emission of the flash lamp by applying a trigger voltage to the trigger electrode of the flash lamp at regular intervals to irradiate the substrate with light several times .

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る熱処理方法において、基板に複数回の光照射を行うことによって基板の表面温度が昇温と降温とを繰り返すことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the heat treatment method according to claim 1 or claim 2, wherein the surface temperature of the substrate is repeatedly raised and lowered by irradiating the substrate with light multiple times. And

また、請求項４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、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に光を照射するフラッシュランプと、前記フラッシュランプ、コンデンサおよびコイルと直列に接続された絶縁ゲートバイポーラトランジスタと、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタのゲートに複数のパルスを含むパルス信号を出力することによって前記フラッシュランプの発光をチョッパ制御して基板に複数回の光照射を行わせる制御手段と、前記フラッシュランプに付設されたトリガー電極と、前記パルス信号がオンになるタイミングと同期して前記トリガー電極にトリガー電圧を印加するトリガー回路と、を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in a heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating the substrate with light, a holding unit for holding the substrate and a flash for irradiating the substrate held by the holding unit with light. A lamp, an insulated gate bipolar transistor connected in series with the flash lamp, a capacitor and a coil, and a chopper control of light emission of the flash lamp by outputting a pulse signal including a plurality of pulses to the gate of the insulated gate bipolar transistor And a trigger circuit for applying a trigger voltage to the trigger electrode in synchronism with the timing when the pulse signal is turned on. And .

また、請求項５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、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に光を照射するフラッシュランプと、前記フラッシュランプ、コンデンサおよびコイルと直列に接続された絶縁ゲートバイポーラトランジスタと、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタのゲートに複数のパルスを含むパルス信号を出力することによって前記フラッシュランプの発光をチョッパ制御して基板に複数回の光照射を行わせる制御手段と、前記フラッシュランプに付設されたトリガー電極と、前記トリガー電極に一定間隔でトリガー電圧を印加するトリガー回路と、を備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in a heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating the substrate with light, a holding unit for holding the substrate, and a flash for irradiating the substrate held by the holding unit with light. A lamp, an insulated gate bipolar transistor connected in series with the flash lamp, a capacitor and a coil, and a chopper control of light emission of the flash lamp by outputting a pulse signal including a plurality of pulses to the gate of the insulated gate bipolar transistor and control means for causing the plurality of light radiated onto the substrate, and a trigger electrode which is attached to the flash lamp, and a trigger circuit for applying a trigger voltage at regular intervals to said trigger electrode, and wherein the obtaining Bei the To do.

請求項１から請求項３の発明によれば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタのゲートに複数パルスを含むパルス信号を出力することによってフラッシュランプの発光をチョッパ制御して基板に複数回の光照射を行って基板表面を加熱するため、アニール時のアニール時間および温度プロファイルを自由に設定することができる。 According to the first to third aspects of the present invention, a pulse signal including a plurality of pulses is output to the gate of the insulated gate bipolar transistor to control the light emission of the flash lamp to perform light irradiation on the substrate a plurality of times. Since the substrate surface is heated, the annealing time and temperature profile during annealing can be freely set.

また、請求項４および請求項５の発明によれば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタのゲートに複数のパルスを含むパルス信号を出力することによって前記フラッシュランプの発光をチョッパ制御して基板に複数回の光照射を行うため、アニール時のアニール時間および温度プロファイルを自由に設定することができる。
Further, according to the invention of claim 4 and claim 5 , by outputting a pulse signal including a plurality of pulses to the gate of the insulated gate bipolar transistor, the light emission of the flash lamp is chopper-controlled and the light is applied to the substrate a plurality of times. Since irradiation is performed, the annealing time and temperature profile during annealing can be set freely.

本発明に係る熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus which concerns on this invention. 図１の熱処理装置のガス路を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the gas path of the heat processing apparatus of FIG. 保持部の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a holding | maintenance part. ホットプレートを示す平面図である。It is a top view which shows a hot plate. 図１の熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus of FIG. フラッシュランプの駆動回路を示す図である。It is a figure which shows the drive circuit of a flash lamp. パルス信号の波形と回路に流れる電流および半導体ウェハーの表面温度との相関の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correlation with the waveform of a pulse signal, the electric current which flows into a circuit, and the surface temperature of a semiconductor wafer. パルス信号の波形と回路に流れる電流および半導体ウェハーの表面温度との相関の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the correlation with the waveform of the pulse signal, the electric current which flows into a circuit, and the surface temperature of a semiconductor wafer. パルス信号の波形と回路に流れる電流および半導体ウェハーの表面温度との相関の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the correlation with the waveform of the pulse signal, the electric current which flows into a circuit, and the surface temperature of a semiconductor wafer.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本発明に係る熱処理装置の全体構成について概説する。図１は、本発明に係る熱処理装置１の構成を示す側断面図である。熱処理装置１は基板として略円形の半導体ウェハーＷに光を照射してその半導体ウェハーＷを加熱するランプアニール装置である。 First, the overall configuration of the heat treatment apparatus according to the present invention will be outlined. FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a heat treatment apparatus 1 according to the present invention. The heat treatment apparatus 1 is a lamp annealing apparatus that irradiates a substantially circular semiconductor wafer W as a substrate with light and heats the semiconductor wafer W.

熱処理装置１は、半導体ウェハーＷを収容する略円筒形状のチャンバー６と、複数のフラッシュランプＦＬを内蔵するランプハウス５と、を備える。また、熱処理装置１は、チャンバー６およびランプハウス５に設けられた各動作機構を制御して半導体ウェハーＷの熱処理を実行させる制御部３を備える。 The heat treatment apparatus 1 includes a substantially cylindrical chamber 6 that accommodates a semiconductor wafer W, and a lamp house 5 that houses a plurality of flash lamps FL. Further, the heat treatment apparatus 1 includes a control unit 3 that controls each operation mechanism provided in the chamber 6 and the lamp house 5 to execute the heat treatment of the semiconductor wafer W.

チャンバー６は、ランプハウス５の下方に設けられており、略円筒状の内壁を有するチャンバー側部６３、および、チャンバー側部６３の下部を覆うチャンバー底部６２によって構成される。また、チャンバー側部６３およびチャンバー底部６２によって囲まれる空間が熱処理空間６５として規定される。熱処理空間６５の上方は上部開口６０とされており、上部開口６０にはチャンバー窓６１が装着されて閉塞されている。 The chamber 6 is provided below the lamp house 5 and includes a chamber side 63 having a substantially cylindrical inner wall and a chamber bottom 62 covering the lower part of the chamber side 63. A space surrounded by the chamber side 63 and the chamber bottom 62 is defined as a heat treatment space 65. An upper opening 60 is formed above the heat treatment space 65, and a chamber window 61 is attached to the upper opening 60 to be closed.

チャンバー６の天井部を構成するチャンバー窓６１は、石英により形成された円板形状部材であり、ランプハウス５から出射された光を熱処理空間６５に透過する石英窓として機能する。チャンバー６の本体を構成するチャンバー底部６２およびチャンバー側部６３は、例えば、ステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて形成されており、チャンバー側部６３の内側面の上部のリング６３１は、光照射による劣化に対してステンレススチールより優れた耐久性を有するアルミニウム（Ａｌ）合金等で形成されている。 The chamber window 61 constituting the ceiling portion of the chamber 6 is a disk-shaped member made of quartz and functions as a quartz window that transmits the light emitted from the lamp house 5 to the heat treatment space 65. The chamber bottom 62 and the chamber side 63 constituting the main body of the chamber 6 are formed of, for example, a metal material having excellent strength and heat resistance such as stainless steel, and a ring on the upper side of the inner side surface of the chamber side 63. 631 is formed of an aluminum (Al) alloy or the like having durability superior to stainless steel against deterioration due to light irradiation.

チャンバー底部６２には、保持部７を貫通して半導体ウェハーＷをその下面（ランプハウス５からの光が照射される側とは反対側の面）から支持するための複数（本実施の形態では３本）の支持ピン７０が立設されている。支持ピン７０は、例えば石英により形成されており、チャンバー６の外部から固定されているため、容易に取り替えることができる。 The chamber bottom 62 has a plurality (in this embodiment) for supporting the semiconductor wafer W from the lower surface (surface opposite to the side irradiated with light from the lamp house 5) through the holding portion 7. 3) support pins 70 are provided upright. The support pin 70 is made of, for example, quartz and is fixed from the outside of the chamber 6 and can be easily replaced.

チャンバー側部６３は、半導体ウェハーＷの搬入および搬出を行うための搬送開口部６６を有し、搬送開口部６６は、軸６６２を中心に回動するゲートバルブ１８５により開閉可能とされる。チャンバー側部６３における搬送開口部６６とは反対側の部位には熱処理空間６５に処理ガス（例えば、窒素（Ｎ₂）ガスやヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガス、あるいは、酸素（Ｏ₂）ガス等）を導入する導入路８１が形成され、その一端は弁８２を介して図示省略の給気機構に接続され、他端はチャンバー側部６３の内部に形成されるガス導入バッファ８３に接続される。また、搬送開口部６６には熱処理空間６５内の気体を排出する排出路８６が形成され、弁８７を介して図示省略の排気機構に接続される。 The chamber side 63 has a transfer opening 66 for carrying in and out the semiconductor wafer W, and the transfer opening 66 can be opened and closed by a gate valve 185 that rotates about a shaft 662. In a portion of the chamber side 63 opposite to the transfer opening 66, an inert gas such as nitrogen (N ₂ ) gas, helium (He) gas, argon (Ar) gas, etc. Alternatively, an introduction path 81 for introducing oxygen (O ₂ ) gas or the like is formed, one end of which is connected to an air supply mechanism (not shown) via a valve 82, and the other end is formed inside the chamber side portion 63. Connected to the gas introduction buffer 83. A discharge passage 86 for discharging the gas in the heat treatment space 65 is formed in the transfer opening 66 and is connected to an exhaust mechanism (not shown) through a valve 87.

図２は、チャンバー６をガス導入バッファ８３の位置にて水平面で切断した断面図である。図２に示すように、ガス導入バッファ８３は、図１に示す搬送開口部６６の反対側においてチャンバー側部６３の内周の約１／３に亘って形成されており、導入路８１を介してガス導入バッファ８３に導かれた処理ガスは、複数のガス供給孔８４から熱処理空間６５内へと供給される。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the chamber 6 cut along a horizontal plane at the position of the gas introduction buffer 83. As shown in FIG. 2, the gas introduction buffer 83 is formed over about ３ of the inner periphery of the chamber side 63 on the opposite side of the transfer opening 66 shown in FIG. Then, the processing gas guided to the gas introduction buffer 83 is supplied into the heat treatment space 65 from the plurality of gas supply holes 84.

また、熱処理装置１は、チャンバー６の内部において半導体ウェハーＷを水平姿勢にて保持しつつ光照射前にその保持する半導体ウェハーＷの予備加熱を行う略円板状の保持部７と、保持部７をチャンバー６の底面であるチャンバー底部６２に対して昇降させる保持部昇降機構４と、を備える。図１に示す保持部昇降機構４は、略円筒状のシャフト４１、移動板４２、ガイド部材４３（本実施の形態ではシャフト４１の周りに３本配置される）、固定板４４、ボールネジ４５、ナット４６およびモータ４０を有する。チャンバー６の下部であるチャンバー底部６２には保持部７よりも小さい直径を有する略円形の下部開口６４が形成されており、ステンレススチール製のシャフト４１は、下部開口６４を挿通して、保持部７（厳密には保持部７のホットプレート７１）の下面に接続されて保持部７を支持する。 The heat treatment apparatus 1 also includes a substantially disk-shaped holding unit 7 that holds the semiconductor wafer W in a horizontal position in the chamber 6 and performs preheating of the semiconductor wafer W held before light irradiation, and a holding unit. And a holding unit elevating mechanism 4 that elevates 7 with respect to the chamber bottom 62 which is the bottom surface of the chamber 6. 1 includes a substantially cylindrical shaft 41, a moving plate 42, guide members 43 (three arranged around the shaft 41 in the present embodiment), a fixed plate 44, a ball screw 45, It has a nut 46 and a motor 40. A substantially circular lower opening 64 having a smaller diameter than the holding portion 7 is formed in the chamber bottom 62 which is the lower portion of the chamber 6, and the stainless steel shaft 41 is inserted through the lower opening 64 to hold the holding portion. 7 (strictly speaking, the hot plate 71 of the holding unit 7) is connected to the lower surface of the holding unit 7 to support it.

移動板４２にはボールネジ４５と螺合するナット４６が固定されている。また、移動板４２は、チャンバー底部６２に固定されて下方へと伸びるガイド部材４３により摺動自在に案内されて上下方向に移動可能とされる。また、移動板４２は、シャフト４１を介して保持部７に連結される。 A nut 46 that is screwed into the ball screw 45 is fixed to the moving plate 42. The moving plate 42 is slidably guided by a guide member 43 that is fixed to the chamber bottom 62 and extends downward, and is movable in the vertical direction. Further, the moving plate 42 is connected to the holding unit 7 via the shaft 41.

モータ４０は、ガイド部材４３の下端部に取り付けられる固定板４４に設置され、タイミングベルト４０１を介してボールネジ４５に接続される。保持部昇降機構４により保持部７が昇降する際には、駆動部であるモータ４０が制御部３の制御によりボールネジ４５を回転し、ナット４６が固定された移動板４２がガイド部材４３に沿って鉛直方向に移動する。この結果、移動板４２に固定されたシャフト４１が鉛直方向に沿って移動し、シャフト４１に接続された保持部７が図１に示す半導体ウェハーＷの受渡位置と図５に示す半導体ウェハーＷの処理位置との間で滑らかに昇降する。 The motor 40 is installed on a fixed plate 44 attached to the lower end of the guide member 43, and is connected to the ball screw 45 via the timing belt 401. When the holding part 7 is raised and lowered by the holding part raising / lowering mechanism 4, the motor 40 as the driving part rotates the ball screw 45 under the control of the control part 3, and the moving plate 42 to which the nut 46 is fixed follows the guide member 43. Move vertically. As a result, the shaft 41 fixed to the moving plate 42 moves along the vertical direction, and the holding unit 7 connected to the shaft 41 moves between the delivery position of the semiconductor wafer W shown in FIG. 1 and the semiconductor wafer W shown in FIG. Move up and down smoothly between the processing positions.

移動板４２の上面には略半円筒状（円筒を長手方向に沿って半分に切断した形状）のメカストッパ４５１がボールネジ４５に沿うように立設されており、仮に何らかの異常により移動板４２が所定の上昇限界を超えて上昇しようとしても、メカストッパ４５１の上端がボールネジ４５の端部に設けられた端板４５２に突き当たることによって移動板４２の異常上昇が防止される。これにより、保持部７がチャンバー窓６１の下方の所定位置以上に上昇することはなく、保持部７とチャンバー窓６１との衝突が防止される。 On the upper surface of the moving plate 42, a mechanical stopper 451 having a substantially semi-cylindrical shape (a shape obtained by cutting the cylinder in half along the longitudinal direction) is provided so as to extend along the ball screw 45. If the upper limit of the mechanical stopper 451 is struck against the end plate 452 provided at the end of the ball screw 45, the moving plate 42 is prevented from rising abnormally. Thereby, the holding part 7 does not rise above a predetermined position below the chamber window 61, and the collision between the holding part 7 and the chamber window 61 is prevented.

また、保持部昇降機構４は、チャンバー６の内部のメンテナンスを行う際に保持部７を手動にて昇降させる手動昇降部４９を有する。手動昇降部４９はハンドル４９１および回転軸４９２を有し、ハンドル４９１を介して回転軸４９２を回転することより、タイミングベルト４９５を介して回転軸４９２に接続されるボールネジ４５を回転して保持部７の昇降を行うことができる。 The holding unit lifting mechanism 4 has a manual lifting unit 49 that manually lifts and lowers the holding unit 7 when performing maintenance inside the chamber 6. The manual elevating part 49 has a handle 491 and a rotating shaft 492. By rotating the rotating shaft 492 via the handle 491, the ball screw 45 connected to the rotating shaft 492 is rotated via the timing belt 495 to hold the holding part. 7 can be moved up and down.

チャンバー底部６２の下側には、シャフト４１の周囲を囲み下方へと伸びる伸縮自在のベローズ４７が設けられ、その上端はチャンバー底部６２の下面に接続される。一方、ベローズ４７の下端はベローズ下端板４７１に取り付けられている。べローズ下端板４７１は、鍔状部材４１１によってシャフト４１にネジ止めされて取り付けられている。保持部昇降機構４により保持部７がチャンバー底部６２に対して上昇する際にはベローズ４７が収縮され、下降する際にはべローズ４７が伸張される。そして、保持部７が昇降する際にも、ベローズ４７が伸縮することによって熱処理空間６５内の気密状態が維持される。 A telescopic bellows 47 that surrounds the shaft 41 and extends downward is provided below the chamber bottom 62, and its upper end is connected to the lower surface of the chamber bottom 62. On the other hand, the lower end of the bellows 47 is attached to the bellows lower end plate 471. The bellows lower end plate 471 is attached by being screwed to the shaft 41 by a flange-shaped member 411. The bellows 47 is contracted when the holding portion 7 is raised with respect to the chamber bottom 62 by the holding portion lifting mechanism 4, and the bellows 47 is expanded when the holding portion 7 is lowered. When the holding unit 7 moves up and down, the airtight state in the heat treatment space 65 is maintained by the expansion and contraction of the bellows 47.

図３は、保持部７の構成を示す断面図である。保持部７は、半導体ウェハーＷを予備加熱（いわゆるアシスト加熱）するホットプレート（加熱プレート）７１、および、ホットプレート７１の上面（保持部７が半導体ウェハーＷを保持する側の面）に設置されるサセプタ７２を有する。保持部７の下面には、既述のように保持部７を昇降するシャフト４１が接続される。サセプタ７２は石英（あるいは、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）等であってもよい）により形成され、その上面には半導体ウェハーＷの位置ずれを防止するピン７５が設けられる。サセプタ７２は、その下面をホットプレート７１の上面に面接触させてホットプレート７１上に設置される。これにより、サセプタ７２は、ホットプレート７１からの熱エネルギーを拡散してサセプタ７２上面に載置された半導体ウェハーＷに伝達するとともに、メンテナンス時にはホットプレート７１から取り外して洗浄可能とされる。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the holding unit 7. The holding unit 7 is installed on a hot plate (heating plate) 71 that preheats the semiconductor wafer W (so-called assist heating), and an upper surface of the hot plate 71 (a surface on the side where the holding unit 7 holds the semiconductor wafer W). The susceptor 72 is provided. As described above, the shaft 41 that moves up and down the holding unit 7 is connected to the lower surface of the holding unit 7. The susceptor 72 is made of quartz (or may be aluminum nitride (AIN) or the like), and a pin 75 for preventing displacement of the semiconductor wafer W is provided on the upper surface thereof. The susceptor 72 is installed on the hot plate 71 with its lower surface in surface contact with the upper surface of the hot plate 71. Thus, the susceptor 72 diffuses the thermal energy from the hot plate 71 and transmits it to the semiconductor wafer W placed on the upper surface of the susceptor 72, and can be removed from the hot plate 71 and cleaned during maintenance.

ホットプレート７１は、ステンレススチール製の上部プレート７３および下部プレート７４にて構成される。上部プレート７３と下部プレート７４との間には、ホットプレート７１を加熱するニクロム線等の抵抗加熱線７６が配設され、導電性のニッケル（Ｎｉ）ロウが充填されて封止されている。また、上部プレート７３および下部プレート７４の端部はロウ付けにより接着されている。 The hot plate 71 includes an upper plate 73 and a lower plate 74 made of stainless steel. A resistance heating wire 76 such as a nichrome wire for heating the hot plate 71 is disposed between the upper plate 73 and the lower plate 74, and is filled with a conductive nickel (Ni) solder and sealed. The end portions of the upper plate 73 and the lower plate 74 are bonded by brazing.

図４は、ホットプレート７１を示す平面図である。図４に示すように、ホットプレート７１は、保持される半導体ウェハーＷと対向する領域の中央部に同心円状に配置される円板状のゾーン７１１および円環状のゾーン７１２、並びに、ゾーン７１２の周囲の略円環状の領域を周方向に４等分割した４つのゾーン７１３〜７１６を備え、各ゾーン間には若干の間隙が形成されている。また、ホットプレート７１には、支持ピン７０が挿通される３つの貫通孔７７が、ゾーン７１１とゾーン７１２との隙間の周上に１２０°毎に設けられる。 FIG. 4 is a plan view showing the hot plate 71. As shown in FIG. 4, the hot plate 71 includes a disc-shaped zone 711 and an annular zone 712 that are concentrically arranged in a central portion of a region facing the held semiconductor wafer W, and a zone 712. There are four zones 713 to 716 obtained by equally dividing a peripheral substantially annular region into four equal parts in the circumferential direction, and a slight gap is formed between the zones. The hot plate 71 is provided with three through holes 77 through which the support pins 70 are inserted, every 120 ° on the circumference of the gap between the zone 711 and the zone 712.

６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれには、相互に独立した抵抗加熱線７６が周回するように配設されてヒータが個別に形成されており、各ゾーンに内蔵されたヒータにより各ゾーンが個別に加熱される。保持部７に保持された半導体ウェハーＷは、６つのゾーン７１１〜７１６に内蔵されたヒータにより加熱される。また、ゾーン７１１〜７１６のそれぞれには、熱電対を用いて各ゾーンの温度を計測するセンサ７１０が設けられている。各センサ７１０は略円筒状のシャフト４１の内部を通り制御部３に接続される。 In each of the six zones 711 to 716, heaters are individually formed so that mutually independent resistance heating wires 76 circulate, and each zone is individually formed by a heater built in each zone. Heated. The semiconductor wafer W held by the holding unit 7 is heated by heaters built in the six zones 711 to 716. Each of the zones 711 to 716 is provided with a sensor 710 that measures the temperature of each zone using a thermocouple. Each sensor 710 passes through the inside of a substantially cylindrical shaft 41 and is connected to the control unit 3.

ホットプレート７１が加熱される際には、センサ７１０により計測される６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれの温度が予め設定された所定の温度になるように、各ゾーンに配設された抵抗加熱線７６への電力供給量が制御部３により制御される。制御部３による各ゾーンの温度制御はＰＩＤ(Proportional,Integral,Derivative)制御により行われる。ホットプレート７１では、半導体ウェハーＷの熱処理（複数の半導体ウェハーＷを連続的に処理する場合は、全ての半導体ウェハーＷの熱処理）が終了するまでゾーン７１１〜７１６のそれぞれの温度が継続的に計測され、各ゾーンに配設された抵抗加熱線７６への電力供給量が個別に制御されて、すなわち、各ゾーンに内蔵されたヒータの温度が個別に制御されて各ゾーンの温度が設定温度に維持される。なお、各ゾーンの設定温度は、基準となる温度から個別に設定されたオフセット値だけ変更することが可能とされる。 When the hot plate 71 is heated, the resistance heating wire disposed in each zone is set so that the temperature of each of the six zones 711 to 716 measured by the sensor 710 becomes a predetermined temperature. The amount of power supplied to 76 is controlled by the control unit 3. The temperature control of each zone by the control unit 3 is performed by PID (Proportional, Integral, Derivative) control. In the hot plate 71, the temperature of each of the zones 711 to 716 is continuously measured until the heat treatment of the semiconductor wafer W (when plural semiconductor wafers W are continuously processed, the heat treatment of all the semiconductor wafers W) is completed. Then, the power supply amount to the resistance heating wire 76 disposed in each zone is individually controlled, that is, the temperature of the heater built in each zone is individually controlled, and the temperature of each zone becomes the set temperature. Maintained. The set temperature of each zone can be changed by an offset value set individually from the reference temperature.

６つのゾーン７１１〜７１６にそれぞれ配設される抵抗加熱線７６は、シャフト４１の内部を通る電力線を介して電力供給源（図示省略）に接続されている。電力供給源から各ゾーンに至る経路途中において、電力供給源からの電力線は、マグネシア（マグネシウム酸化物）等の絶縁体を充填したステンレスチューブの内部に互いに電気的に絶縁状態となるように配置される。なお、シャフト４１の内部は大気開放されている。 The resistance heating wires 76 respectively disposed in the six zones 711 to 716 are connected to a power supply source (not shown) via a power line passing through the inside of the shaft 41. On the way from the power supply source to each zone, the power lines from the power supply source are arranged so as to be electrically insulated from each other inside a stainless tube filled with an insulator such as magnesia (magnesium oxide). The The interior of the shaft 41 is open to the atmosphere.

次に、ランプハウス５は、筐体５１の内側に、複数本（本実施形態では３０本）のキセノンフラッシュランプＦＬからなる光源と、その光源の上方を覆うように設けられたリフレクタ５２と、を備えて構成される。また、ランプハウス５の筐体５１の底部にはランプ光放射窓５３が装着されている。ランプハウス５の床部を構成するランプ光放射窓５３は、石英により形成された板状部材である。ランプハウス５がチャンバー６の上方に設置されることにより、ランプ光放射窓５３がチャンバー窓６１と相対向することとなる。ランプハウス５は、チャンバー６内にて保持部７に保持される半導体ウェハーＷにランプ光放射窓５３およびチャンバー窓６１を介してフラッシュランプＦＬから光を照射することにより半導体ウェハーＷを加熱する。 Next, the lamp house 5 includes a light source composed of a plurality of (30 in this embodiment) xenon flash lamps FL inside the housing 51, and a reflector 52 provided so as to cover the light source, It is configured with. A lamp light emission window 53 is attached to the bottom of the casing 51 of the lamp house 5. The lamp light radiation window 53 constituting the floor of the lamp house 5 is a plate-like member made of quartz. By installing the lamp house 5 above the chamber 6, the lamp light emission window 53 faces the chamber window 61. The lamp house 5 heats the semiconductor wafer W by irradiating the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 in the chamber 6 with light from the flash lamp FL through the lamp light emission window 53 and the chamber window 61.

複数のフラッシュランプＦＬは、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が保持部７に保持される半導体ウェハーＷの主面に沿って（つまり水平方向に沿って）互いに平行となるように平面状に配列されている。よって、フラッシュランプＦＬの配列によって形成される平面も水平面である。 Each of the plurality of flash lamps FL is a rod-shaped lamp having a long cylindrical shape, and the longitudinal direction of each of the flash lamps FL is along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 (that is, along the horizontal direction). They are arranged in a plane so as to be parallel to each other. Therefore, the plane formed by the arrangement of the flash lamps FL is also a horizontal plane.

図６は、フラッシュランプＦＬの駆動回路を示す図である。同図に示すように、コンデンサ９３と、コイル９４と、フラッシュランプＦＬと、スイッチング素子９６とが直列に接続されている。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陽極および陰極が配設された棒状のガラス管（放電管）９２と、該ガラス管９２の外周面上に付設されたトリガー電極９１とを備える。コンデンサ９３には、電源ユニット９５によって所定の電圧が印加され、その印加電圧に応じた電荷が充電される。また、トリガー電極９１にはトリガー回路９７から電圧を印加することができる。トリガー回路９７がトリガー電極９１に電圧を印加するタイミングは制御部３によって制御される。 FIG. 6 is a diagram showing a driving circuit for the flash lamp FL. As shown in the figure, a capacitor 93, a coil 94, a flash lamp FL, and a switching element 96 are connected in series. The flash lamp FL includes a rod-shaped glass tube (discharge tube) 92 in which xenon gas is sealed and an anode and a cathode are disposed at both ends thereof, and a trigger electrode provided on the outer peripheral surface of the glass tube 92. 91. A predetermined voltage is applied to the capacitor 93 by the power supply unit 95, and a charge corresponding to the applied voltage is charged. A voltage can be applied from the trigger circuit 97 to the trigger electrode 91. The timing at which the trigger circuit 97 applies a voltage to the trigger electrode 91 is controlled by the control unit 3.

本実施の形態では、スイッチング素子９６として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ；Insulated gate bipolar transistor）を用いている。ＩＧＢＴは、ゲート部にＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field effect transistor）を組み込んだバイポーラトランジスタであり、大電力を取り扱うのに適したスイッチング素子である。スイッチング素子９６のゲートには制御部３のパルス発生器３１からパルス信号が印加される。 In the present embodiment, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used as the switching element 96. The IGBT is a bipolar transistor in which a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) is incorporated in a gate portion, and is a switching element suitable for handling high power. A pulse signal is applied from the pulse generator 31 of the control unit 3 to the gate of the switching element 96.

コンデンサ９３が充電された状態でスイッチング素子９６のゲートにパルスが出力されてガラス管９２の両端電極に高電圧が印加されたとしても、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９２内に電気は流れない。しかしながら、トリガー回路９７がトリガー電極９１に電圧を印加して絶縁を破壊した場合にはガラス管９２内の両端電極間で電流が瞬時に流れ、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。 Even when a pulse is output to the gate of the switching element 96 with the capacitor 93 charged and a high voltage is applied to both ends of the glass tube 92, the xenon gas is normally an insulator, so In this state, electricity does not flow in the glass tube 92. However, when the trigger circuit 97 applies a voltage to the trigger electrode 91 and breaks the insulation, an electric current instantaneously flows between both end electrodes in the glass tube 92, and the xenon gas is heated by Joule heat at that time, and light is emitted. Is released.

また、図１のリフレクタ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から出射された光を保持部７の側に反射するというものである。リフレクタ５２はアルミニウム合金板にて形成されており、その表面（フラッシュランプＦＬに臨む側の面）はブラスト処理により粗面化加工が施されて梨地模様を呈する。このような粗面化加工を施しているのは、リフレクタ５２の表面が完全な鏡面であると、複数のフラッシュランプＦＬからの反射光の強度に規則パターンが生じて半導体ウェハーＷの表面温度分布の均一性が低下するためである。 Further, the reflector 52 of FIG. 1 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 light emitted from the plurality of flash lamps FL toward the holding unit 7. The reflector 52 is formed of an aluminum alloy plate, and the surface (the surface facing the flash lamp FL) is roughened by blasting to exhibit a satin pattern. The roughening process is performed when the surface of the reflector 52 is a perfect mirror surface, and a regular pattern is generated in the intensity of the reflected light from the plurality of flash lamps FL, so that the surface temperature distribution of the semiconductor wafer W is obtained. This is because the uniformity of the is reduced.

制御部３は、熱処理装置１に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。制御部３のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部３は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えて構成される。また、制御部３は、パルス発生器３１および波形設定部３２を備えるとともに、入力部３３に接続されている。入力部３３としては、キーボード、マウス、タッチパネル等の種々の公知の入力機器を採用することができる。入力部３３からの入力内容に基づいて波形設定部３２がパルス信号の波形を設定し、その波形に従ってパルス発生器３１がパルス信号を発生する。 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 that performs various arithmetic processes, a ROM that is a read-only memory that stores basic programs, a RAM that is a readable and writable memory that stores various information, control software, data, and the like. It is configured with a magnetic disk. The control unit 3 includes a pulse generator 31 and a waveform setting unit 32 and is connected to the input unit 33. As the input unit 33, various known input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel can be employed. The waveform setting unit 32 sets the waveform of the pulse signal based on the input content from the input unit 33, and the pulse generator 31 generates the pulse signal according to the waveform.

上記の構成以外にも熱処理装置１は、半導体ウェハーＷの熱処理時にフラッシュランプＦＬおよびホットプレート７１から発生する熱エネルギーによるチャンバー６およびランプハウス５の過剰な温度上昇を防止するため、様々な冷却用の構造を備えている。例えば、チャンバー６のチャンバー側部６３およびチャンバー底部６２には水冷管（図示省略）が設けられている。また、ランプハウス５は、内部に気体流を形成して排熱するための気体供給管５５および排気管５６が設けられて空冷構造とされている（図１，５参照）。また、チャンバー窓６１とランプ光放射窓５３との間隙にも空気が供給され、ランプハウス５およびチャンバー窓６１を冷却する。 In addition to the above configuration, the heat treatment apparatus 1 is used for various cooling purposes in order to prevent excessive temperature rise of the chamber 6 and the lamp house 5 due to the heat energy generated from the flash lamp FL and the hot plate 71 during the heat treatment of the semiconductor wafer W. It has the structure of For example, water-cooled tubes (not shown) are provided on the chamber side 63 and the chamber bottom 62 of the chamber 6. The lamp house 5 has an air cooling structure provided with a gas supply pipe 55 and an exhaust pipe 56 for exhausting heat by forming a gas flow therein (see FIGS. 1 and 5). Air is also supplied to the gap between the chamber window 61 and the lamp light emission window 53 to cool the lamp house 5 and the chamber window 61.

次に、熱処理装置１における半導体ウェハーＷの処理手順について説明する。まず、保持部７が図５に示す処理位置から図１に示す受渡位置に下降する。「処理位置」とは、フラッシュランプＦＬから半導体ウェハーＷに光照射が行われるときの保持部７の位置であり、図５に示す保持部７のチャンバー６内における位置である。また、「受渡位置」とは、チャンバー６に半導体ウェハーＷの搬出入が行われるときの保持部７の位置であり、図１に示す保持部７のチャンバー６内における位置である。熱処理装置１における保持部７の基準位置は処理位置であり、処理前にあっては保持部７は処理位置に位置しており、これが処理開始に際して受渡位置に下降するのである。図１に示すように、保持部７が受渡位置にまで下降するとチャンバー底部６２に近接し、支持ピン７０の先端が保持部７を貫通して保持部７の上方に突出する。 Next, a processing procedure for the semiconductor wafer W in the heat treatment apparatus 1 will be described. First, the holding unit 7 is lowered from the processing position shown in FIG. 5 to the delivery position shown in FIG. The “processing position” is the position of the holding unit 7 when the semiconductor wafer W is irradiated with light from the flash lamp FL, and is the position in the chamber 6 of the holding unit 7 shown in FIG. Further, the “delivery position” is the position of the holding unit 7 when the semiconductor wafer W is carried in and out of the chamber 6, and is the position of the holding unit 7 shown in FIG. The reference position of the holding unit 7 in the heat treatment apparatus 1 is the processing position. Before the processing, the holding unit 7 is located at the processing position, and this is lowered to the delivery position at the start of processing. As shown in FIG. 1, when the holding portion 7 is lowered to the delivery position, the holding portion 7 comes close to the chamber bottom portion 62, and the tip of the support pin 70 penetrates the holding portion 7 and protrudes above the holding portion 7.

次に、保持部７が受渡位置に下降したときに、弁８２および弁８７が開かれてチャンバー６の熱処理空間６５内に常温の窒素ガスが導入される。続いて、ゲートバルブ１８５が開いて搬送開口部６６が開放され、装置外部の搬送ロボットにより搬送開口部６６を介して半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入され、複数の支持ピン７０上に載置される。 Next, when the holding unit 7 is lowered to the delivery position, the valve 82 and the valve 87 are opened, and normal temperature nitrogen gas is introduced into the heat treatment space 65 of the chamber 6. Subsequently, the gate valve 185 is opened to open the transfer opening 66, and the semiconductor wafer W is loaded into the chamber 6 through the transfer opening 66 by the transfer robot outside the apparatus and placed on the plurality of support pins 70. Is done.

半導体ウェハーＷの搬入時におけるチャンバー６への窒素ガスのパージ量は約４０リットル／分とされ、供給された窒素ガスはチャンバー６内においてガス導入バッファ８３から図２中に示す矢印ＡＲ４の方向へと流れ、図１に示す排出路８６および弁８７を介してユーティリティ排気により排気される。また、チャンバー６に供給された窒素ガスの一部は、べローズ４７の内側に設けられる排出口（図示省略）からも排出される。なお、以下で説明する各ステップにおいて、チャンバー６には常に窒素ガスが供給および排気され続けており、窒素ガスの供給量は半導体ウェハーＷの処理工程に合わせて様々に変更される。 The purge amount of nitrogen gas into the chamber 6 when the semiconductor wafer W is loaded is about 40 liters / minute, and the supplied nitrogen gas is moved from the gas introduction buffer 83 in the direction of the arrow AR4 shown in FIG. Then, the exhaust gas is exhausted by utility exhaust via the discharge path 86 and the valve 87 shown in FIG. A part of the nitrogen gas supplied to the chamber 6 is also discharged from an outlet (not shown) provided inside the bellows 47. In each step described below, nitrogen gas is continuously supplied to and exhausted from the chamber 6, and the supply amount of the nitrogen gas is variously changed according to the processing process of the semiconductor wafer W.

半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入されると、ゲートバルブ１８５により搬送開口部６６が閉鎖される。そして、保持部昇降機構４により保持部７が受渡位置からチャンバー窓６１に近接した処理位置にまで上昇する。保持部７が受渡位置から上昇する過程において、半導体ウェハーＷは支持ピン７０から保持部７のサセプタ７２へと渡され、サセプタ７２の上面に載置・保持される。保持部７が処理位置にまで上昇するとサセプタ７２に保持された半導体ウェハーＷも処理位置に保持されることとなる。 When the semiconductor wafer W is loaded into the chamber 6, the transfer opening 66 is closed by the gate valve 185. The holding unit lifting mechanism 4 raises the holding unit 7 from the delivery position to a processing position close to the chamber window 61. In the process in which the holding unit 7 is lifted from the delivery position, the semiconductor wafer W is transferred from the support pins 70 to the susceptor 72 of the holding unit 7 and is placed and held on the upper surface of the susceptor 72. When the holding unit 7 is raised to the processing position, the semiconductor wafer W held by the susceptor 72 is also held at the processing position.

ホットプレート７１の６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれは、各ゾーンの内部（上部プレート７３と下部プレート７４との間）に個別に内蔵されたヒータ（抵抗加熱線７６）により所定の温度まで加熱されている。保持部７が処理位置まで上昇して半導体ウェハーＷが保持部７と接触することにより、その半導体ウェハーＷはホットプレート７１に内蔵されたヒータによって予備加熱されて温度が次第に上昇する。 Each of the six zones 711 to 716 of the hot plate 71 is heated to a predetermined temperature by a heater (resistive heating wire 76) individually incorporated in each zone (between the upper plate 73 and the lower plate 74). ing. When the holding unit 7 rises to the processing position and the semiconductor wafer W comes into contact with the holding unit 7, the semiconductor wafer W is preheated by the heater built in the hot plate 71 and the temperature gradually rises.

この処理位置にて約６０秒間の予備加熱が行われ、半導体ウェハーＷの温度が予め設定された予備加熱温度Ｔ１まで上昇する。予備加熱温度Ｔ１は、半導体ウェハーＷに添加された不純物が熱により拡散する恐れのない、２００℃ないし８００℃程度、好ましくは３５０℃ないし５５０℃程度とされる。また、保持部７とチャンバー窓６１との間の距離は、保持部昇降機構４のモータ４０の回転量を制御することにより任意に調整することが可能とされている。 Preheating for about 60 seconds is performed at this processing position, and the temperature of the semiconductor wafer W rises to a preset preheating temperature T1. The preheating temperature T1 is set to about 200 ° C. to 800 ° C., preferably about 350 ° C. to 550 ° C., in which impurities added to the semiconductor wafer W are not likely to diffuse due to heat. Further, the distance between the holding unit 7 and the chamber window 61 can be arbitrarily adjusted by controlling the rotation amount of the motor 40 of the holding unit lifting mechanism 4.

約６０秒間の予備加熱時間が経過した後、フラッシュランプＦＬによる半導体ウェハーＷの光照射加熱（アニール）が開始される。フラッシュランプＦＬからの光照射を行うに際しては、予め電源ユニット９５によってコンデンサ９３に電荷を蓄積しておく。そして、コンデンサ９３に電荷が蓄積された状態にて、制御部３のパルス発生器３１からスイッチング素子９６にパルス信号を出力する。 After the preheating time of about 60 seconds elapses, light irradiation heating (annealing) of the semiconductor wafer W by the flash lamp FL is started. When irradiating light from the flash lamp FL, charges are accumulated in the capacitor 93 by the power supply unit 95 in advance. Then, a pulse signal is output from the pulse generator 31 of the control unit 3 to the switching element 96 in a state where charges are accumulated in the capacitor 93.

図７は、パルス信号の波形と回路に流れる電流および半導体ウェハーＷの表面温度との相関の一例を示す図である。ここでは、図７（ａ）に示すような波形のパルス信号がパルス発生器３１から出力される。パルス信号の波形は、入力部３３から次の表１に示すようなパラメータを入力することによって規定することができる。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the correlation between the waveform of the pulse signal, the current flowing in the circuit, and the surface temperature of the semiconductor wafer W. Here, a pulse signal having a waveform as shown in FIG. 7A is output from the pulse generator 31. The waveform of the pulse signal can be defined by inputting parameters as shown in Table 1 below from the input unit 33.

表１において、Ｐ_n、Ｓ_nはそれぞれパルス幅とスペース幅の長さであり、単位はマイクロ秒である。パルス幅とはパルスが立ち上がっている時間であり、スペース幅とはパルス間の時間である。表１に示すパルス幅、スペース幅およびパルス数の各パラメータをオペレータが入力部３３から制御部３に入力すると、制御部３の波形設定部３２は図７（ａ）に示すようなパルス幅の異なる６つのパルスからなるパルス波形を設定する。そして、波形設定部３２によって設定されたパルス波形に従ってパルス発生器３１がパルス信号を出力する。その結果、スイッチング素子９６のゲートには図７（ａ）のような波形のパルス信号が印加され、スイッチング素子９６の駆動が制御されることとなる。 In Table 1, _Pn and _Sn are the lengths of the pulse width and the space width, respectively, and the unit is microseconds. The pulse width is the time when the pulse rises, and the space width is the time between pulses. When the operator inputs the pulse width, space width, and pulse number parameters shown in Table 1 from the input unit 33 to the control unit 3, the waveform setting unit 32 of the control unit 3 has a pulse width as shown in FIG. A pulse waveform consisting of six different pulses is set. Then, the pulse generator 31 outputs a pulse signal according to the pulse waveform set by the waveform setting unit 32. As a result, a pulse signal having a waveform as shown in FIG. 7A is applied to the gate of the switching element 96, and the driving of the switching element 96 is controlled.

また、パルス発生器３１から出力するパルス信号がＯＮになるタイミングと同期して制御部３がトリガー回路９７を制御してトリガー電極９１に電圧を印加する。これにより、スイッチング素子９６のゲートに入力されるパルス信号がＯＮのときにはガラス管９２内の両端電極間で電流が流れ、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。制御部３からスイッチング素子９６のゲートに図７（ａ）の波形のパルス信号を出力するとともに、該パルス信号がＯＮになるタイミングと同期してトリガー電極９１に電圧を印加することにより、フラッシュランプＦＬを含む回路中に図７（ｂ）に示すような電流が流れる。すなわち、スイッチング素子９６のゲートに入力されるパルス信号がＯＮのときだけフラッシュランプＦＬのガラス管９２内に電流が流れて発光することとなる。なお、各パルスに対応する個々の電流波形はコイル９４の定数によって規定される。 Further, in synchronization with the timing when the pulse signal output from the pulse generator 31 is turned on, the control unit 3 controls the trigger circuit 97 to apply a voltage to the trigger electrode 91. Thereby, when the pulse signal input to the gate of the switching element 96 is ON, a current flows between both end electrodes in the glass tube 92, and the xenon gas is heated by Joule heat at that time, and light is emitted. The controller 3 outputs a pulse signal having the waveform shown in FIG. 7A to the gate of the switching element 96 and applies a voltage to the trigger electrode 91 in synchronization with the timing at which the pulse signal is turned on. A current as shown in FIG. 7B flows in the circuit including the FL. That is, only when the pulse signal input to the gate of the switching element 96 is ON, a current flows in the glass tube 92 of the flash lamp FL and light is emitted. Each current waveform corresponding to each pulse is defined by a constant of the coil 94.

図７（ｂ）のような電流が流れてフラッシュランプＦＬが発光することによって、処理位置の保持部７に保持された半導体ウェハーＷの光照射加熱が行われ、その表面温度は図７（ｃ）に示すように変化する。従来のように、スイッチング素子９６を使用することなくフラッシュランプＦＬを発光させた場合には、その光が照射時間０．１ミリ秒ないし１０ミリ秒程度の極めて短く強い閃光となり、半導体ウェハーＷの表面温度も数ミリ秒程度で最高温度に到達することとなる。これに対して、本実施の形態のように、回路中にスイッチング素子９６を接続してそのゲートに図７（ａ）のようなパルス信号を出力することにより、いわばフラッシュランプＦＬの発光がチョッパ制御されることとなり、半導体ウェハーＷの表面温度が従来のフラッシュ加熱に比較すると長時間（１０ミリ秒〜１５ミリ秒）をかけて最高温度に到達することとなる。なお、半導体ウェハーＷの表面温度が到達する最高温度は従来のフラッシュ加熱とほぼ同程度の１０００℃ないし１１００℃程度の処理温度Ｔ２である。 When the current as shown in FIG. 7B flows and the flash lamp FL emits light, the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 at the processing position is heated by light irradiation, and the surface temperature thereof is as shown in FIG. ). When the flash lamp FL is caused to emit light without using the switching element 96 as in the prior art, the light becomes an extremely short and strong flash with an irradiation time of about 0.1 milliseconds to 10 milliseconds, and the semiconductor wafer W The surface temperature reaches the maximum temperature in about several milliseconds. On the other hand, as in the present embodiment, the switching element 96 is connected in the circuit and the pulse signal as shown in FIG. As a result, the surface temperature of the semiconductor wafer W reaches a maximum temperature over a long time (10 milliseconds to 15 milliseconds) as compared with the conventional flash heating. The maximum temperature reached by the surface temperature of the semiconductor wafer W is a processing temperature T2 of about 1000 ° C. to 1100 ° C., which is almost the same as that of the conventional flash heating.

光照射加熱が終了し、処理位置における約１０秒間の待機の後、保持部７が保持部昇降機構４により再び図１に示す受渡位置まで下降し、半導体ウェハーＷが保持部７から支持ピン７０へと渡される。続いて、ゲートバルブ１８５により閉鎖されていた搬送開口部６６が開放され、支持ピン７０上に載置された半導体ウェハーＷは装置外部の搬送ロボットにより搬出され、熱処理装置１における半導体ウェハーＷの光照射アニール処理が完了する。 After the light irradiation heating is finished and the standby for about 10 seconds at the processing position, the holding unit 7 is lowered again to the delivery position shown in FIG. 1 by the holding unit lifting mechanism 4, and the semiconductor wafer W is moved from the holding unit 7 to the support pins 70. Passed to. Subsequently, the transfer opening 66 closed by the gate valve 185 is opened, and the semiconductor wafer W placed on the support pins 70 is unloaded by the transfer robot outside the apparatus, and the light of the semiconductor wafer W in the heat treatment apparatus 1 is transferred. The irradiation annealing process is completed.

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

ところで、上記の例では、図７（ａ）のようなパルス信号をスイッチング素子９６のゲートに出力することによって、フラッシュランプＦＬに図７（ｂ）のような電流を流して発光させ、半導体ウェハーＷの表面温度を比較的長時間をかけて昇温していた。フラッシュランプＦＬの発光タイミングは図７の例に限定されるものではなく、スイッチング素子９６のゲートに出力するパルス信号の波形を変更することによって自在に制御することが可能である。そして、パルス信号の波形の変更は、入力部３３から容易に行うことができる。 By the way, in the above example, by outputting a pulse signal as shown in FIG. 7A to the gate of the switching element 96, a current as shown in FIG. The surface temperature of W was raised over a relatively long time. The light emission timing of the flash lamp FL is not limited to the example of FIG. 7, and can be freely controlled by changing the waveform of the pulse signal output to the gate of the switching element 96. The pulse signal waveform can be easily changed from the input unit 33.

例えば、入力部３３から以下の表２に示すようなパラメータを入力すると、上記と同様に、制御部３の波形設定部３２が図８（ａ）に示すようなパルス波形を設定する。そして、波形設定部３２によって設定されたパルス波形に従ってパルス発生器３１が図８（ａ）のパルス信号をスイッチング素子９６のゲートに出力する。 For example, when parameters as shown in Table 2 below are input from the input unit 33, the waveform setting unit 32 of the control unit 3 sets a pulse waveform as shown in FIG. Then, the pulse generator 31 outputs the pulse signal of FIG. 8A to the gate of the switching element 96 according to the pulse waveform set by the waveform setting unit 32.

また、予めコンデンサ９３には電荷が蓄積されており、パルス発生器３１から出力するパルス信号がＯＮになるタイミングと同期して制御部３がトリガー回路９７を制御してトリガー電極９１に電圧を印加する。これにより、フラッシュランプＦＬに図８（ｂ）に示すような電流が流れて発光し、保持部７に保持された半導体ウェハーＷの光照射加熱が行われ、その表面温度は図８（ｃ）に示すように変化する。図８（ｃ）の温度プロファイルでは、比較的短時間のうちに半導体ウェハーＷの表面温度が最高温度に到達し、その後一定時間の間その温度を維持している。すなわち、図８（ａ）のように、最初のパルスの幅を比較的長くし、その後比較的短い幅のパルスを繰り返す波形を設定し、その波形に従ったパルス信号をスイッチング素子９６のゲートに出力することによって、半導体ウェハーＷの表面温度が昇温後に一定温度を維持するような温度プロファイルを描くことができるのである。 In addition, electric charge is accumulated in the capacitor 93 in advance, and the control unit 3 controls the trigger circuit 97 and applies a voltage to the trigger electrode 91 in synchronization with the timing when the pulse signal output from the pulse generator 31 is turned ON. To do. As a result, a current as shown in FIG. 8B flows through the flash lamp FL to emit light, and the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 is irradiated with light, and the surface temperature thereof is as shown in FIG. 8C. Changes as shown. In the temperature profile of FIG. 8C, the surface temperature of the semiconductor wafer W reaches the maximum temperature within a relatively short time, and then maintains that temperature for a certain period of time. That is, as shown in FIG. 8A, a waveform is set in which the width of the first pulse is relatively long and then a pulse having a relatively short width is repeated, and a pulse signal according to the waveform is applied to the gate of the switching element 96. By outputting, it is possible to draw a temperature profile such that the surface temperature of the semiconductor wafer W maintains a constant temperature after the temperature rises.

また、入力部３３から表３に示すようなパラメータを入力すると、上記と同様に、制御部３の波形設定部３２が図９（ａ）に示すようなパルス波形を設定する。そして、波形設定部３２によって設定されたパルス波形に従ってパルス発生器３１が図９（ａ）のパルス信号をスイッチング素子９６のゲートに出力する。 When parameters as shown in Table 3 are input from the input unit 33, the waveform setting unit 32 of the control unit 3 sets a pulse waveform as shown in FIG. Then, the pulse generator 31 outputs the pulse signal of FIG. 9A to the gate of the switching element 96 according to the pulse waveform set by the waveform setting unit 32.

また、上記と同様に、予めコンデンサ９３には電荷が蓄積されており、パルス発生器３１から出力するパルス信号がＯＮになるタイミングと同期して制御部３がトリガー回路９７を制御してトリガー電極９１に電圧を印加する。これにより、フラッシュランプＦＬに図９（ｂ）に示すような電流が流れて発光し、保持部７に保持された半導体ウェハーＷの光照射加熱が行われ、その表面温度は図９（ｃ）に示すように変化する。図９（ｃ）の温度プロファイルでは、半導体ウェハーＷの表面温度が降温と昇温を繰り返す。 Similarly to the above, electric charge is accumulated in the capacitor 93 in advance, and the control unit 3 controls the trigger circuit 97 in synchronization with the timing when the pulse signal output from the pulse generator 31 is turned on to trigger electrode A voltage is applied to 91. As a result, a current as shown in FIG. 9B flows through the flash lamp FL to emit light, and the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 is irradiated and heated, and the surface temperature thereof is as shown in FIG. 9C. Changes as shown. In the temperature profile of FIG. 9C, the surface temperature of the semiconductor wafer W repeatedly decreases and increases.

以上のように、本実施形態においては、フラッシュランプＦＬの駆動回路にＩＧＢＴのスイッチング素子９６を直列に接続し、そのスイッチング素子９６のゲートにパルス信号を出力することによってフラッシュランプＦＬの発光をチョッパ制御（オンオフ制御）している。スイッチング素子９６のゲートに印加するパルス信号の波形は、入力部３３からパルス幅、スペース幅およびパルス数を入力することによって自由に設定することが可能である。そして、スイッチング素子９６のゲートに出力するパルス信号の波形を変更することによって、フラッシュランプＦＬに流れる電流の波形が変化して発光態様も変化する。その結果、半導体ウェハーＷの表面温度が描く温度プロファイルも変化することとなる。すなわち、スイッチング素子９６のゲートに出力するパルス信号の波形を変更することによって、フラッシュランプＦＬの光照射アニール時間および半導体ウェハーＷの表面温度の温度プロファイルを自由に設定することができるのである。 As described above, in this embodiment, the switching element 96 of the IGBT is connected in series to the driving circuit of the flash lamp FL, and the pulse signal is output to the gate of the switching element 96 to thereby emit light from the flash lamp FL. Control (on / off control). The waveform of the pulse signal applied to the gate of the switching element 96 can be freely set by inputting the pulse width, the space width, and the number of pulses from the input unit 33. Then, by changing the waveform of the pulse signal output to the gate of the switching element 96, the waveform of the current flowing through the flash lamp FL changes and the light emission mode also changes. As a result, the temperature profile drawn by the surface temperature of the semiconductor wafer W also changes. That is, the temperature profile of the light irradiation annealing time of the flash lamp FL and the surface temperature of the semiconductor wafer W can be freely set by changing the waveform of the pulse signal output to the gate of the switching element 96.

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、スイッチング素子９６のゲートに出力するパルス信号の波形を３パターン例示していたが、パルス信号の波形は図７から図９の３パターンに限定されるものではなく、任意の波形とすることが可能である。具体的には、入力部３３からパルス幅、スペース幅およびパルス数等のパラメータを入力し、それに基づいて波形設定部３２がパルス信号の波形を設定する。従って、例えば、パルス数が１つだけのパルス信号をパルス発生器３１から出力することも可能である。すなわち、スイッチング素子９６のゲートに出力するパルス信号は１以上のパルスを含むものであれば任意の波形を設定することが可能である。 While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, three patterns of the waveform of the pulse signal output to the gate of the switching element 96 are illustrated, but the waveform of the pulse signal is not limited to the three patterns of FIGS. An arbitrary waveform is possible. Specifically, parameters such as a pulse width, a space width, and the number of pulses are input from the input unit 33, and the waveform setting unit 32 sets the waveform of the pulse signal based on the parameters. Accordingly, for example, a pulse signal having only one pulse can be output from the pulse generator 31. That is, the pulse signal output to the gate of the switching element 96 can have an arbitrary waveform as long as it includes one or more pulses.

また、パルス信号の波形の設定は、入力部３３から逐一パルス幅等のパラメータを入力することに限定されるものではなく、例えば、オペレータが入力部３３から波形を直接グラフィカルに入力するようにしても良いし、以前に設定されて磁気ディスク等の記憶部に記憶されていた波形を読み出すようにしても良いし、或いは熱処理装置１の外部からダウンロードするようにしても良い。 The setting of the waveform of the pulse signal is not limited to inputting parameters such as the pulse width one by one from the input unit 33. For example, the operator directly inputs the waveform graphically from the input unit 33. Alternatively, the waveform previously set and stored in the storage unit such as a magnetic disk may be read, or may be downloaded from the outside of the heat treatment apparatus 1.

また、上記実施形態においては、スイッチング素子９６としてＩＧＢＴを使用していたが、これに限定されるものではなく、ＩＧＢＴ以外の他のトランジスタであっても良いし、入力されたパルス信号の波形に応じて回路をオンオフできる素子であれば良い。もっとも、フラッシュランプＦＬの発光には相当に大きな電力が消費されるため、大電力の取り扱いに適したＩＧＢＴやＧＴＯ(Gate Turn Off)サイリスタをスイッチング素子９６として採用するのが好ましい。 In the above-described embodiment, the IGBT is used as the switching element 96. However, the present invention is not limited to this, and other transistors other than the IGBT may be used. The waveform of the input pulse signal may be used. Any element can be used as long as the circuit can be turned on and off accordingly. However, since a considerable amount of power is consumed for the light emission of the flash lamp FL, it is preferable to employ an IGBT or a GTO (Gate Turn Off) thyristor suitable for handling a large amount of power as the switching element 96.

また、上記実施形態においては、パルス信号がＯＮになるタイミングと同期してトリガー電極９１に電圧を印加するようにしていたが、トリガー電圧を印加するタイミングはこれに限定されるものではなく、パルス信号の波形とは無関係に一定間隔で印加するようにしても良い。また、パルス信号のスペース幅が狭く、あるパルスによってフラッシュランプＦＬを流れた電流の電流値が所定値以上残っている状態で次のパルスによって通電を開始されるような場合であれば、そのままフラッシュランプＦＬに電流が流れ続けるため、パルス毎にトリガー電圧を印加する必要はない。上記実施形態の図８のように、パルス信号の全てのスペース幅が狭い場合には、最初のパルスが印加されたときのみにトリガー電圧を印加するようにしても良く、その後はトリガー電圧を印加せずともスイッチング素子９６のゲートに図８（ａ）のパルス信号を出力するだけで図８（ｂ）のような電流波形を形成することができる。つまり、パルス信号がＯＮになるときに、フラッシュランプＦＬに電流が流れるタイミングであれば、トリガー電圧の印加タイミングは任意である。 In the above embodiment, the voltage is applied to the trigger electrode 91 in synchronization with the timing when the pulse signal is turned on. However, the timing at which the trigger voltage is applied is not limited to this. You may make it apply at fixed intervals irrespective of the waveform of a signal. If the current width of the pulse signal is narrow and the current value of the current flowing through the flash lamp FL by a certain pulse remains above a predetermined value, energization is started by the next pulse. Since the current continues to flow through the lamp FL, it is not necessary to apply a trigger voltage for each pulse. As shown in FIG. 8 of the above embodiment, when all the space widths of the pulse signal are narrow, the trigger voltage may be applied only when the first pulse is applied, and then the trigger voltage is applied. The current waveform as shown in FIG. 8B can be formed by simply outputting the pulse signal of FIG. That is, the application timing of the trigger voltage is arbitrary as long as the current flows through the flash lamp FL when the pulse signal is turned on.

また、上記実施形態においては、ランプハウス５に３０本のフラッシュランプＦＬを備えるようにしていたが、これに限定されるものではなく、フラッシュランプＦＬの本数は任意の数とすることができる。また、フラッシュランプＦＬはキセノンフラッシュランプに限定されるものではなく、クリプトンフラッシュランプであっても良い。 In the above embodiment, the lamp house 5 is provided with 30 flash lamps FL. However, the present invention is not limited to this, and the number of flash lamps FL can be any number. The flash lamp FL is not limited to a xenon flash lamp, and may be a krypton flash lamp.

また、本発明に係る熱処理装置によって処理対象となる基板は半導体ウェハーに限定されるものではなく、液晶表示装置などに用いるガラス基板であっても良い。 The substrate to be processed by the heat treatment apparatus according to the present invention is not limited to a semiconductor wafer, and may be a glass substrate used for a liquid crystal display device or the like.

１熱処理装置
３制御部
４保持部昇降機構
５ランプハウス
６チャンバー
７保持部
３１パルス発生器
３２波形設定部
３３入力部
６０上部開口
６１チャンバー窓
６５熱処理空間
７１ホットプレート
７２サセプタ
９１トリガー電極
９２ガラス管
９３コンデンサ
９４コイル
９６スイッチング素子
９７トリガー回路
ＦＬフラッシュランプ
Ｗ半導体ウェハー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat processing apparatus 3 Control part 4 Holding part raising / lowering mechanism 5 Lamphouse 6 Chamber 7 Holding part 31 Pulse generator 32 Waveform setting part 33 Input part 60 Upper opening 61 Chamber window 65 Heat treatment space 71 Hot plate 72 Susceptor 91 Trigger electrode 92 Glass tube 93 Capacitor 94 Coil 96 Switching element 97 Trigger circuit FL Flash lamp W Semiconductor wafer

Claims

A heat treatment method for heating a substrate by irradiating the substrate with light,
By outputting a pulse signal including a plurality of pulses to the gate of the insulated gate bipolar transistor connected to the flash lamp, and applying a trigger voltage to the trigger electrode of the flash lamp in synchronization with the timing when the pulse signal is turned on A heat treatment method comprising heating a substrate surface by performing light irradiation on the substrate a plurality of times by controlling the light emission of the flash lamp.

A heat treatment method for heating a substrate by irradiating the substrate with light,
A pulse signal including a plurality of pulses is output to the gate of an insulated gate bipolar transistor connected to the flash lamp, and a trigger voltage is applied to the trigger electrode of the flash lamp at regular intervals to control the emission of the flash lamp by chopper control. A heat treatment method comprising heating a substrate surface by irradiating the substrate with a plurality of times of light irradiation .

In the heat processing method of Claim 1 or Claim 2 ,
A heat treatment method, wherein the surface temperature of the substrate is repeatedly raised and lowered by irradiating the substrate a plurality of times .

A heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating the substrate with light,
Holding means for holding the substrate;
A flash lamp for irradiating light onto the substrate held by the holding means;
An insulated gate bipolar transistor connected in series with the flash lamp, capacitor and coil;
Control means for performing chopper control of light emission of the flash lamp by outputting a pulse signal including a plurality of pulses to the gate of the insulated gate bipolar transistor to perform light irradiation on the substrate a plurality of times;
A trigger electrode attached to the flash lamp;
A trigger circuit that applies a trigger voltage to the trigger electrode in synchronization with the timing at which the pulse signal is turned on;
A heat treatment apparatus comprising:

A heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating the substrate with light,
Holding means for holding the substrate;
A flash lamp for irradiating light onto the substrate held by the holding means;
An insulated gate bipolar transistor connected in series with the flash lamp, capacitor and coil;
Control means for performing chopper control of light emission of the flash lamp by outputting a pulse signal including a plurality of pulses to the gate of the insulated gate bipolar transistor to perform light irradiation on the substrate a plurality of times;
A trigger electrode attached to the flash lamp;
A trigger circuit that applies a trigger voltage to the trigger electrode at regular intervals;
A heat treatment apparatus comprising: