JP5483710B2 - Applied voltage setting method, heat treatment method and heat treatment apparatus - Google Patents

Applied voltage setting method, heat treatment method and heat treatment apparatus Download PDF

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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の薄板状の精密電子基板(以下、単に「基板」と称する)にフラッシュ光を照射して加熱するフラッシュランプに対する印加電圧を設定する印加電圧設定方法、並びに、その印加電圧にてフラッシュランプからフラッシュ光を照射して基板の加熱処理を行う熱処理方法および熱処理装置に関する。   The present invention relates to an applied voltage for setting an applied voltage to a flash lamp that irradiates and heats a thin plate-like precision electronic substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display device. The present invention relates to a setting method, and a heat treatment method and a heat treatment apparatus for performing heat treatment of a substrate by irradiating flash light from a flash lamp with the applied voltage.

近年、イオン注入後の半導体ウェハーの不純物(イオン)活性化工程においては、半導体デバイスのパターン微細化に伴って不純物の拡散を抑制して接合深さをより浅くすることが求められている。このような要求を満たす技術として、キセノンフラッシュランプ(以下、単に「フラッシュランプ」とするときにはキセノンフラッシュランプを意味する)を使用して半導体ウェハーの表面に極めて短時間のフラッシュ光(閃光)を照射するフラッシュランプアニール(FLA)が注目されている。   In recent years, in an impurity (ion) activation process of a semiconductor wafer after ion implantation, it is required to suppress the diffusion of impurities and make the junction depth shallower as the pattern of a semiconductor device becomes finer. As a technology that satisfies these requirements, a xenon flash lamp (hereinafter simply referred to as “flash lamp” means xenon flash lamp) is used to irradiate the surface of a semiconductor wafer with flash light (flash) for a very short time. Flash lamp annealing (FLA) is attracting attention.

キセノンフラッシュランプの放射分光分布は紫外域から近赤外域であり、従来のハロゲンランプよりも波長が短く、シリコンの半導体ウェハーの基礎吸収帯とほぼ一致している。よって、キセノンフラッシュランプから半導体ウェハーにフラッシュ光を照射したときには、透過光が少なく半導体ウェハーを急速に昇温することが可能である。また、数ミリ秒以下の極めて短時間のフラッシュ光照射であれば、半導体ウェハーの表面近傍のみを選択的に昇温できることも判明している。このため、フラッシュランプアニールでは、イオンが注入された半導体ウェハーの表面にフラッシュ光を照射し、半導体ウェハーの表面のみを極めて短時間(数ミリ秒以下)に1000℃以上にまで昇温させることができる。その結果、不純物を深く拡散させることなく、不純物活性化のみを実行することができるのである。   The radiation spectral distribution of a xenon flash lamp ranges from the ultraviolet region to the near infrared region, has a shorter wavelength than the conventional halogen lamp, and almost coincides with the fundamental absorption band of a silicon semiconductor wafer. Therefore, when the semiconductor wafer is irradiated with flash light from the xenon flash lamp, the semiconductor wafer can be rapidly heated with little transmitted light. Further, it has been found that if the flash light irradiation is performed for a very short time of several milliseconds or less, only the vicinity of the surface of the semiconductor wafer can be selectively heated. Therefore, in flash lamp annealing, the surface of a semiconductor wafer into which ions are implanted is irradiated with flash light, and only the surface of the semiconductor wafer is heated to 1000 ° C. or higher in a very short time (several milliseconds or less). it can. As a result, only impurity activation can be performed without deeply diffusing the impurities.

ところが、フラッシュランプアニールでは極めて短時間に非常に巨大な光エネルギーをウェハー表面に照射するため、その表面温度が急速に上昇し、ウェハーの表面のみが急激に膨張することとなる。そして、フラッシュランプから照射するエネルギーが過剰であると、表面のみが急激に膨張した結果ウェハー表面にスリップが生じたり、最悪の場合ウェハー割れが生じることも判明している。一方、照射エネルギーが少ないとイオン活性化を行うことができない。従って、フラッシュランプから照射するフラッシュ光のエネルギーの範囲を適正化することが重要となる。   However, in flash lamp annealing, a very large amount of light energy is irradiated onto the wafer surface in a very short time, so that the surface temperature rises rapidly and only the wafer surface expands rapidly. It has also been found that if the energy irradiated from the flash lamp is excessive, only the surface expands rapidly, resulting in slippage on the wafer surface, or in the worst case, wafer cracking. On the other hand, if the irradiation energy is low, ion activation cannot be performed. Therefore, it is important to optimize the energy range of the flash light emitted from the flash lamp.

一般に、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ため、パターン形成のなされていないベアウェハーにイオン注入を行い、そのウェハーに実際に光照射を行ってから処理後の特性(例えばシート抵抗値等)を測定し、その結果に基づいてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のエネルギーを調整するようにしている。   In general, in the case of a flash lamp with an extremely short irradiation time, it is impossible to perform feedback control of the lamp output based on the temperature measurement result of a semiconductor wafer. Therefore, ion implantation is performed on a bare wafer that has not been patterned, and the wafer is actually The characteristics (for example, sheet resistance value) after processing after light irradiation are measured, and the energy of flash light irradiated from the flash lamp is adjusted based on the result.

しかしながら、実際に処理対象となるウェハーはパターン形成がなされたものであり、無地のベアウェハーとは光吸収特性が異なることが多い。通常、同じエネルギーの光を照射したとしても、パターン形成のなされたウェハーの方がベアウェハーよりも放射率が高く多くの光エネルギーを吸収する傾向にある。このため、ベアウェハーにて照射エネルギーの適正化を行ったとしても、実際に処理するウェハーではより多くの光エネルギーを吸収した結果ウェハー割れが生じたりするという問題が発生していた。これを防止するためには、ベアウェハーでの適正照射エネルギー値に対して処理対象のウェハー毎に補正を行わなければならない。   However, the wafer to be actually processed is a pattern-formed wafer, and often has a light absorption characteristic different from that of a plain bare wafer. Usually, even when light of the same energy is irradiated, a patterned wafer has a higher emissivity than a bare wafer and tends to absorb a large amount of light energy. For this reason, even if the irradiation energy is optimized in the bare wafer, there has been a problem that the wafer to be actually processed absorbs more light energy, resulting in wafer cracking. In order to prevent this, it is necessary to correct the appropriate irradiation energy value on the bare wafer for each wafer to be processed.

このような課題を解決するために、特許文献1には、フラッシュ加熱を行うのに先立って、反射率が既知の標準ウェハー、パターン形成がなされていない無地ウェハー(例えば、ベアウェハー)および実際に処理対象となる半導体ウェハーの反射光強度を測定して無地ウェハーが吸収したフラッシュエネルギーおよび処理対象ウェハーが吸収したフラッシュエネルギーを算出し、それらに基づいて無地ウェハーに対する処理対象ウェハーのフラッシュエネルギー吸収比率を算出し、その値と無地ウェハーに照射するフラッシュ光の適正エネルギー値とから処理対象ウェハーに照射すべき適正エネルギー値を算出する技術が開示されている。   In order to solve such problems, Patent Document 1 discloses a standard wafer with a known reflectance, a plain wafer without pattern formation (for example, a bare wafer), and actual processing prior to flash heating. The reflected light intensity of the target semiconductor wafer is measured to calculate the flash energy absorbed by the plain wafer and the flash energy absorbed by the target wafer. Based on these, the flash energy absorption ratio of the target wafer to the plain wafer is calculated. However, a technique for calculating an appropriate energy value to be applied to the wafer to be processed from the value and the appropriate energy value of the flash light applied to the plain wafer is disclosed.

一方、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT;Insulated gate bipolar transistor)を用いてフラッシュランプに流れる電流をチョッパ制御し、単純にフラッシュランプを発光させるよりも長時間(概ね10ミリ秒以上)かけてフラッシュランプを発光させる技術が特許文献2,3に提案されている。このような技術を用いることにより、フラッシュランプの発光波形(発光強度の時間プロファイル)を自由に設定することができる。その結果、半導体ウェハーの表面温度をやや緩やかに昇降温させることができ、より良好な不純物の活性化および不純物注入層よりも深い層に導入された欠陥の回復を実現することができる。なお、緩やかな昇降温とはいっても、単純にフラッシュランプを発光させるだけの超高速の昇降温に比較すればのことであり、従来のハロゲンランプアニールに比較すれば非常に短時間での昇降温である。   On the other hand, using an insulated gate bipolar transistor (IGBT), the current flowing in the flash lamp is chopper-controlled, and the flash lamp is turned on for a longer time (approximately 10 milliseconds or more) than simply causing the flash lamp to emit light. Techniques for causing light emission are proposed in Patent Documents 2 and 3. By using such a technique, it is possible to freely set the light emission waveform (time profile of light emission intensity) of the flash lamp. As a result, the surface temperature of the semiconductor wafer can be raised and lowered somewhat gently, and better impurity activation and recovery of defects introduced in a layer deeper than the impurity implantation layer can be realized. Even if it is a gradual temperature increase / decrease, it is just a comparison with the ultra-high speed temperature increase / decrease that simply causes the flash lamp to emit light. It is warm.

特開2005−39213号公報JP-A-2005-39213 特開2009−070948号公報JP 2009-070948 A 特開2009−099758号公報JP 2009-099758 A

特許文献1に開示される技術によって処理対象ウェハーに照射すべき適正エネルギー値を算定することはできるものの、フラッシュエネルギーはフラッシュランプの両端電極に印加される電圧と発光波形に依存している。このため、実際のフラッシュエネルギーの調整はフラッシュランプに電力供給を行うコンデンサの充電電圧を調整することによって行われる。   Although the appropriate energy value to be applied to the wafer to be processed can be calculated by the technique disclosed in Patent Document 1, the flash energy depends on the voltage applied to the both end electrodes of the flash lamp and the light emission waveform. Therefore, the actual flash energy is adjusted by adjusting the charging voltage of the capacitor that supplies power to the flash lamp.

従来より、フラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとフラッシュランプへの印加電圧との対応関係はカロリーメータを用いて求めていた。カロリーメータは吸収した光のエネルギーを計測する。装置の初期設定時やメンテナンス時にカロリーメータをチャンバー内に設置し、コンデンサの充電電圧を変化させて何回かフラッシュ光照射を行ってフラッシュエネルギーと印加電圧との対応関係を求めるようにしていたのである。   Conventionally, the correspondence between the flash energy of flash light emitted from a flash lamp and the voltage applied to the flash lamp has been obtained using a calorimeter. The calorimeter measures the energy of the absorbed light. Since the calorimeter was installed in the chamber at the time of initial setup and maintenance of the device, the charging voltage of the capacitor was changed and flash light irradiation was performed several times to obtain the correspondence between flash energy and applied voltage. is there.

単純にフラッシュランプを発光させるだけであれば、発光波形は単一であるため、上記のような手法によって一度フラッシュエネルギーとフラッシュランプへの印加電圧との対応関係を求めておけば、それに基づいて所望のフラッシュエネルギーとなるようにコンデンサへの充電電圧を調整することができる。   If the flash lamp is simply made to emit light, the light emission waveform is single. Therefore, once the correspondence between the flash energy and the applied voltage to the flash lamp is obtained by the method described above, based on that, The charging voltage to the capacitor can be adjusted to achieve the desired flash energy.

しかしながら、特許文献2,3に開示されるような技術を用いてフラッシュランプの発光波形を自由に設定する場合には、新たな発光波形を設定する都度、チャンバー内にカロリーメータを設置しての上記測定が必要となる。カロリーメータは、フラッシュエネルギーの計測時のみにチャンバー内に設置するものであり、チャンバー内を開放してカロリーメータを設置する作業は繁雑なものであった。また、一旦チャンバーを開放して測定作業を行った後は、チャンバー内の汚染チェック等が必要となる。このため、新たな発光波形を設定する度にカロリーメータを用いてフラッシュエネルギーとフラッシュランプへの印加電圧との対応関係を求める作業は非常に負担が大きくなるという問題があった。   However, when the emission waveform of the flash lamp is set freely using the techniques disclosed in Patent Documents 2 and 3, a calorimeter is installed in the chamber each time a new emission waveform is set. The above measurement is required. The calorimeter is installed in the chamber only at the time of measuring flash energy, and the operation of installing the calorimeter by opening the chamber is complicated. In addition, once the chamber is opened and measurement is performed, a contamination check in the chamber is required. For this reason, every time a new light emission waveform is set, there is a problem that the work for obtaining the correspondence between the flash energy and the voltage applied to the flash lamp using a calorimeter becomes very heavy.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フラッシュランプに対する印加電圧を簡易に設定することができる印加電圧設定方法、熱処理方法および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 an applied voltage setting method, a heat treatment method, and a heat treatment apparatus capable of easily setting an applied voltage to a flash lamp.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、基板にフラッシュ光を照射して加熱するフラッシュランプに対する印加電圧を設定する印加電圧設定方法において、複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させ、前記複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定するエネルギー測定工程と、前記エネルギー測定工程にて得られた測定結果に基づいてフラッシュランプへの印加電圧とフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得する相関関係取得工程と、処理対象基板の反射光強度を測定し、標準基板の放射率と処理対象基板の放射率との放射率比を算定する放射率比算定工程と、前記相関関係取得工程にて取得された印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および前記放射率比算定工程にて算定された標準基板と処理対象基板との放射率比に基づいて、標準基板が吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象基板に吸収させるのに必要な印加電圧を算定する印加電圧算定工程と、を備え、前記エネルギー測定工程は、フラッシュランプの発光波形毎に複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させてフラッシュエネルギーを測定し、前記相関関係取得工程は、フラッシュランプの発光波形毎に印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 is an applied voltage setting method for setting an applied voltage to a flash lamp that heats a substrate by irradiating flash light, and causes the flash lamp to emit light at a plurality of applied voltages. An energy measuring step for measuring flash energy of flash light emitted from a flash lamp for each of the plurality of applied voltages, and an applied voltage to the flash lamp and the flash lamp based on a measurement result obtained in the energy measuring step A correlation acquisition step of acquiring a relational expression indicating a correlation with flash energy of flash light emitted from the substrate, and measuring reflected light intensity of the processing target substrate, and emissivity of the standard substrate and processing substrate Acquired in the emissivity ratio calculation process to calculate the emissivity ratio of the above and the correlation acquisition process Based on the relational expression indicating the correlation between the applied voltage and the flash energy and the emissivity ratio between the standard substrate and the substrate to be processed calculated in the emissivity ratio calculation step, the standard substrate absorbs, etc. An applied voltage calculating step for calculating an applied voltage required to absorb the amount of flash energy in the substrate to be processed , wherein the energy measuring step is performed at a plurality of applied voltages for each emission waveform of the flash lamp. the emit light to measure the flash energy, the correlation acquisition process is characterized by the acquired child a relational expression indicating a correlation between the applied voltage and flash energy for each emission waveform of the flash lamp.

また、請求項2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方法において、フラッシュランプの発光波形を設定する波形設定工程と、複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させ、前記複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定するエネルギー測定工程と、前記エネルギー測定工程にて得られた測定結果に基づいてフラッシュランプへの印加電圧とフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得する相関関係取得工程と、処理対象基板の反射光強度を測定し、標準基板の放射率と処理対象基板の放射率との放射率比を算定する放射率比算定工程と、前記相関関係取得工程にて取得された印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および前記放射率比算定工程にて算定された標準基板と処理対象基板との放射率比に基づいて、標準基板が吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象基板に吸収させるのに必要な印加電圧を算定する印加電圧算定工程と、前記印加電圧算定工程にて算定された印加電圧にてコンデンサを充電し、当該コンデンサからフラッシュランプに電力供給を行って処理対象基板にフラッシュ光を照射するフラッシュ光照射工程と、を備え、前記エネルギー測定工程は、前記波形設定工程にて設定されたフラッシュランプの発光波形毎に複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させてフラッシュエネルギーを測定し、前記相関関係取得工程は、フラッシュランプの発光波形毎に印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a heat treatment method for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light, a waveform setting step for setting a light emission waveform of the flash lamp , and a flash lamp with a plurality of applied voltages. And measuring the flash energy of the flash light emitted from the flash lamp for each of the plurality of applied voltages, and applying to the flash lamp based on the measurement result obtained in the energy measuring step A correlation acquisition process for acquiring a relational expression indicating a correlation between the voltage and the flash energy of flash light emitted from the flash lamp, and the reflected light intensity of the target substrate is measured, and the emissivity of the standard substrate and the target substrate Emissivity ratio calculation process for calculating the emissivity ratio with the emissivity of the above, and obtaining the correlation The standard substrate absorbs based on the relational expression indicating the correlation between the applied voltage and the flash energy acquired in the step and the emissivity ratio between the standard substrate and the substrate to be processed calculated in the emissivity ratio calculation step. Charging the capacitor with the applied voltage calculated in the applied voltage calculating step, the applied voltage calculating step for calculating the applied voltage required to absorb the same amount of flash energy as the processing target substrate, and And a flash light irradiation step of irradiating the processing target substrate with flash light by supplying power from the capacitor to the flash lamp, and the energy measurement step is performed for each emission waveform of the flash lamp set in the waveform setting step. The flash lamp is caused to emit light at a plurality of applied voltages and the flash energy is measured. And obtaining a relational expression representing a correlation between the applied voltage and flash energy for each emission waveform.

また、請求項3の発明は、請求項2の発明に係る熱処理方法において、処理対象基板毎に前記放射率比算定工程および前記印加電圧算定工程を実行することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the heat treatment method according to the second aspect of the invention, the emissivity ratio calculating step and the applied voltage calculating step are executed for each substrate to be processed.

また、請求項4の発明は、請求項2または請求項3の発明に係る熱処理方法において、前記放射率比算定工程は、フラッシュランプの発光波長域の範囲内にて標準基板と処理対象基板との放射率比を算定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heat treatment method according to the second or third aspect of the present invention, the emissivity ratio calculating step includes a standard substrate, a target substrate, and a substrate to be processed within a light emission wavelength range of a flash lamp. It is characterized by calculating the emissivity ratio.

また、請求項5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、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フラッシュ光を照射するフラッシュランプと、フラッシュランプに電力供給を行うコンデンサと、複数の印加電圧にて充電されたコンデンサからの電力供給によってフラッシュランプが発光したときに、前記複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定するエネルギー測定手段と、前記エネルギー測定手段によって得られた測定結果に基づいてフラッシュランプへの印加電圧とフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得する相関関係取得手段と、処理対象基板の反射光強度を測定する反射光強度測定手段と、前記反射光強度測定手段によって得られた測定結果に基づいて標準基板の放射率と処理対象基板の放射率との放射率比を算定する放射率比算定手段と、前記相関関係取得手段によって取得された印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および前記放射率比算定手段によって算定された標準基板と処理対象基板との放射率比に基づいて、標準基板が吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象基板に吸収させるのに必要な印加電圧を算定する印加電圧算定手段と、前記印加電圧算定手段によって算定された印加電圧にてコンデンサを充電し、当該コンデンサからフラッシュランプに電力供給を行わせて前記保持手段に保持された処理対象基板にフラッシュ光を照射させる制御手段と、フラッシュランプの発光波形を設定する波形設定手段と、を備え、前記エネルギー測定手段は、前記波形設定手段にて設定されたフラッシュランプの発光波形毎に、複数の印加電圧にて充電されたコンデンサによりフラッシュランプが発光したときのフラッシュエネルギーを測定し、前記相関関係取得手段は、フラッシュランプの発光波形毎に印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus for heating the substrate by irradiating the substrate with flash light, the substrate is held by the holding unit and the substrate held by the holding unit is irradiated with the flash light. A flash lamp, a capacitor that supplies power to the flash lamp, and a flash lamp that emits light by supplying power from a capacitor that is charged with a plurality of applied voltages, and each of the plurality of applied voltages is irradiated from the flash lamp. And a correlation between an applied voltage to the flash lamp and flash energy of the flash light emitted from the flash lamp based on a measurement result obtained by the energy measuring means. Correlation to obtain a relational expression indicating An acquisition means, a reflected light intensity measuring means for measuring the reflected light intensity of the substrate to be processed, and an emissivity of the standard substrate and an emissivity of the substrate to be processed based on the measurement result obtained by the reflected light intensity measuring means. An emissivity ratio calculating means for calculating an emissivity ratio, a relational expression showing a correlation between an applied voltage acquired by the correlation acquiring means and flash energy, and a standard substrate and processing calculated by the emissivity ratio calculating means Based on the emissivity ratio with the target substrate, an applied voltage calculation means for calculating an applied voltage required for the processing target substrate to absorb the same amount of flash energy as the standard substrate absorbs, and the applied voltage calculation means The processing object held in the holding means by charging the capacitor with the applied voltage calculated by the above and supplying power to the flash lamp from the capacitor. And control means for irradiating a flash light to the plate, and a waveform setting means for setting a light emission waveform of the flash lamp, the energy measurement means, for each emission waveform of the flash lamp set by the waveform setting unit, The flash energy when the flash lamp emits light with a capacitor charged with a plurality of applied voltages is measured, and the correlation acquisition means is a relationship showing the correlation between the applied voltage and the flash energy for each light emission waveform of the flash lamp. It is characterized by acquiring an expression .

また、請求項6の発明は、請求項5の発明に係る熱処理装置において、前記反射光強度測定手段は、処理対象基板毎に反射光強度を測定することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the fifth aspect of the invention, the reflected light intensity measuring means measures the reflected light intensity for each substrate to be processed.

また、請求項7の発明は、請求項5または請求項6の発明に係る熱処理装置において、前記放射率比算定手段は、フラッシュランプの発光波長域の範囲内にて標準基板と処理対象基板との放射率比を算定することを特徴とする。 The invention of claim 7 is the heat treatment apparatus according to claim 5 or 6 , wherein the emissivity ratio calculating means includes a standard substrate, a substrate to be processed, and a substrate to be processed within the emission wavelength range of the flash lamp. It is characterized by calculating the emissivity ratio.

請求項1の発明によれば、複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させ、複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定するエネルギー測定工程と、その測定結果に基づいてフラッシュランプへの印加電圧とフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得する相関関係取得工程と、処理対象基板の反射光強度を測定し、標準基板の放射率と処理対象基板の放射率との放射率比を算定する放射率比算定工程と、印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および標準基板と処理対象基板との放射率比に基づいて、標準基板が吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象基板に吸収させるのに必要な印加電圧を算定する印加電圧算定工程と、を備えるため、カロリーメータを設置するなどの繁雑な作業を行うことなくフラッシュランプに対する印加電圧を簡易に設定することができる。 According to the first aspect of the invention, the energy measuring step of causing the flash lamp to emit light at a plurality of applied voltages and measuring the flash energy of the flash light emitted from the flash lamp for each of the plurality of applied voltages, and the measurement results Based on the correlation acquisition step of acquiring a relational expression showing the correlation between the voltage applied to the flash lamp and the flash energy of the flash light emitted from the flash lamp, and the reflected light intensity of the substrate to be processed is measured, and the standard An emissivity ratio calculation step for calculating an emissivity ratio between the emissivity of the substrate and the emissivity of the substrate to be processed, a relational expression indicating a correlation between the applied voltage and the flash energy, and emissivity between the standard substrate and the substrate to be processed Based on the ratio, the target substrate can absorb the same amount of flash energy as the standard substrate absorbs. To provide the applied voltage calculation step of calculating the principal application voltage, and the voltage applied to the flash lamp without performing a complicated work such as installing a calorimeter can be set easily.

また、請求項1の発明によれば、フラッシュランプの発光波形毎に複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させてフラッシュエネルギーを測定し、フラッシュランプの発光波形毎に印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得するため、発光波形を変更したときにもフラッシュランプに対する印加電圧を簡易に設定することができる。 According to the invention of claim 1 , the flash energy is measured by causing the flash lamp to emit light at a plurality of applied voltages for each light emission waveform of the flash lamp, and the applied voltage and the flash energy are measured for each light emission waveform of the flash lamp. Since the relational expression indicating the correlation is acquired, the applied voltage to the flash lamp can be easily set even when the light emission waveform is changed.

また、請求項2から請求項4の発明によれば、複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させ、複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定するエネルギー測定工程と、その測定結果に基づいてフラッシュランプへの印加電圧とフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得する相関関係取得工程と、処理対象基板の反射光強度を測定し、標準基板の放射率と処理対象基板の放射率との放射率比を算定する放射率比算定工程と、印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および標準基板と処理対象基板との放射率比に基づいて、標準基板が吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象基板に吸収させるのに必要な印加電圧を算定する印加電圧算定工程と、算定された印加電圧にてコンデンサを充電し、当該コンデンサからフラッシュランプに電力供給を行って処理対象基板にフラッシュ光を照射するフラッシュ光照射工程と、を備えるため、カロリーメータを設置するなどの繁雑な作業を行うことなくフラッシュランプに対する印加電圧を簡易に設定してフラッシュ加熱処理を行うことができる。 According to the invention of claim 2 to claim 4 , the flash lamp emits light at a plurality of applied voltages, and energy measurement for measuring flash energy of flash light emitted from the flash lamp for each of the plurality of applied voltages. A correlation obtaining step for obtaining a relational expression indicating a correlation between a voltage applied to the flash lamp and a flash energy of the flash light emitted from the flash lamp based on the measurement result, and a reflected light of the processing target substrate An emissivity ratio calculation process for measuring the emissivity ratio between the emissivity of the standard substrate and the emissivity of the substrate to be processed, a relational expression indicating the correlation between the applied voltage and flash energy, and the standard substrate and processing Based on the emissivity ratio with the target substrate, the same amount of flash energy is absorbed as the standard substrate absorbs. The applied voltage calculation process for calculating the applied voltage necessary for absorption into the capacitor, charging the capacitor with the calculated applied voltage, supplying power to the flash lamp from the capacitor, and irradiating the processing target substrate with flash light Therefore, the flash heating process can be performed by simply setting the voltage applied to the flash lamp without performing a complicated operation such as installing a calorimeter.

また、請求項2から請求項4の発明によれば、フラッシュランプの発光波形を設定する波形設定工程をさらに備え、フラッシュランプの発光波形毎に複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させてフラッシュエネルギーを測定し、フラッシュランプの発光波形毎に印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得するため、発光波形を変更したときにもフラッシュランプに対する印加電圧を簡易に設定することができる。 According to the second to fourth aspects of the present invention, the method further comprises a waveform setting step for setting a light emission waveform of the flash lamp, and the flash lamp is caused to emit light at a plurality of applied voltages for each light emission waveform of the flash lamp. Since energy is measured and a relational expression indicating the correlation between the applied voltage and flash energy is obtained for each flash lamp emission waveform, the applied voltage to the flash lamp can be easily set even when the emission waveform is changed. it can.

また、請求項5から請求項7の発明によれば、基板を保持する保持手段と、保持手段に保持された基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、フラッシュランプに電力供給を行うコンデンサと、複数の印加電圧にて充電されたコンデンサからの電力供給によってフラッシュランプが発光したときに、複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定するエネルギー測定手段と、その測定結果に基づいてフラッシュランプへの印加電圧とフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得する相関関係取得手段と、処理対象基板の反射光強度を測定する反射光強度測定手段と、その測定結果に基づいて標準基板の放射率と処理対象基板の放射率との放射率比を算定する放射率比算定手段と、印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および標準基板と処理対象基板との放射率比に基づいて、標準基板が吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象基板に吸収させるのに必要な印加電圧を算定する印加電圧算定手段と、算定された印加電圧にてコンデンサを充電し、当該コンデンサからフラッシュランプに電力供給を行わせて前記保持手段に保持された処理対象基板にフラッシュ光を照射させる制御手段と、を備えるため、カロリーメータを設置するなどの繁雑な作業を行うことなくフラッシュランプに対する印加電圧を簡易に設定してフラッシュ加熱処理を行うことができる。 According to the invention of claim 5 to claim 7 , holding means for holding the substrate, a flash lamp for irradiating flash light to the substrate held by the holding means, a capacitor for supplying power to the flash lamp, An energy measuring means for measuring flash energy of flash light emitted from the flash lamp for each of the plurality of applied voltages when the flash lamp emits light by supplying power from a capacitor charged with the plurality of applied voltages; and Correlation acquisition means for acquiring a relational expression indicating the correlation between the voltage applied to the flash lamp and the flash energy of the flash light emitted from the flash lamp based on the measurement result, and the reflected light intensity of the substrate to be processed is measured Reflected light intensity measurement means and standard board radiation based on the measurement result Based on the emissivity ratio calculation means for calculating the emissivity ratio between the emissivity and the substrate to be processed, the relational expression indicating the correlation between the applied voltage and the flash energy, and the emissivity ratio between the standard substrate and the substrate to be processed The applied voltage calculation means for calculating the applied voltage required to absorb the same amount of flash energy as the standard substrate absorbs, and the capacitor is charged with the calculated applied voltage. And control means for irradiating the processing target substrate held by the holding means with flash light by supplying power to the flash lamp, so that the flash lamp can be operated without performing complicated work such as installing a calorimeter. The flash heating process can be performed by simply setting the applied voltage.

また、請求項5から請求項7の発明によれば、フラッシュランプの発光波形を設定する波形設定手段をさらに備え、フラッシュランプの発光波形毎に、複数の印加電圧にて充電されたコンデンサによりフラッシュランプが発光したときのフラッシュエネルギーを測定し、フラッシュランプの発光波形毎に印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得するため、発光波形を変更したときにもフラッシュランプに対する印加電圧を簡易に設定することができる。

According to the invention of claim 5 to claim 7 , further comprising waveform setting means for setting a light emission waveform of the flash lamp, and each of the light emission waveforms of the flash lamp is flashed by a capacitor charged with a plurality of applied voltages. The flash energy when the lamp emits light is measured, and the relational expression indicating the correlation between the applied voltage and flash energy is obtained for each flash lamp emission waveform, so the applied voltage to the flash lamp is also changed when the emission waveform is changed. Can be set easily.

本発明に係る熱処理装置を示す平面図である。It is a top view which shows the heat processing apparatus which concerns on this invention. 図1の熱処理装置の正面図である。It is a front view of the heat processing apparatus of FIG. フラッシュ加熱部の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of a flash heating part. フラッシュ加熱部のガス路を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the gas path of a flash heating part. 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3のフラッシュ加熱部の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the flash heating part 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. アライメント部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an alignment part. 測定光学系の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a measurement optical system. 制御部のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of a control part. 制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control part. フラッシュランプに対する印加電圧の設定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting procedure of the applied voltage with respect to a flash lamp. フラッシュランプの発光波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the light emission waveform of a flash lamp. 印加電圧とフラッシュエネルギーとの関係の線形近似の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the linear approximation of the relationship between an applied voltage and flash energy. 処理対象となる半導体ウェハーおよび標準ウェハーの反射光強度の分光特性を示す図である。It is a figure which shows the spectral characteristic of the reflected light intensity of the semiconductor wafer used as a process target, and a standard 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.

<1.熱処理装置の構成>
<1−1.全体構成>
図1は、本発明に係る熱処理装置100を示す平面図であり、図2はその正面図である。熱処理装置100は基板として略円形の半導体ウェハーWにフラッシュ光を照射してその半導体ウェハーWを加熱するフラッシュランプアニール装置である。なお、図1および図2においては適宜部分的に断面図としており、細部については適宜簡略化している。また、図1,2および以降の各図においては、それらの方向関係を明確にするためZ軸方向を鉛直方向とし、XY平面を水平面とするXYZ直交座標系を必要に応じて付している。
<1. Configuration of heat treatment equipment>
<1-1. Overall configuration>
FIG. 1 is a plan view showing a heat treatment apparatus 100 according to the present invention, and FIG. 2 is a front view thereof. The heat treatment apparatus 100 is a flash lamp annealing apparatus that irradiates a substantially circular semiconductor wafer W as a substrate with flash light and heats the semiconductor wafer W. 1 and FIG. 2 are partially sectional views as appropriate, and details are simplified as appropriate. In addition, in FIGS. 1 and 2 and subsequent figures, an XYZ orthogonal coordinate system in which the Z-axis direction is the vertical direction and the XY plane is the horizontal plane is attached as necessary to clarify the directional relationship. .

図1および図2に示すように、熱処理装置100は、未処理の半導体ウェハーWを装置内に搬入するとともに処理済みの半導体ウェハーWを装置外に搬出するためのインデクサ部101、未処理の半導体ウェハーWの位置決めを行うアライメント部130、加熱処理後の半導体ウェハーWの冷却を行う冷却部140、半導体ウェハーWにフラッシュ加熱処理を施すフラッシュ加熱部160並びにアライメント部130、冷却部140およびフラッシュ加熱部160に対して半導体ウェハーWの搬送を行う搬送ロボット150を備える。また、熱処理装置100は、上記の各処理部に設けられた動作機構および搬送ロボット150を制御して半導体ウェハーWのフラッシュ加熱処理を進行させる制御部3を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the heat treatment apparatus 100 includes an indexer unit 101 for loading an unprocessed semiconductor wafer W into the apparatus and unloading the processed semiconductor wafer W outside the apparatus, and an unprocessed semiconductor. Alignment unit 130 for positioning wafer W, cooling unit 140 for cooling semiconductor wafer W after the heat treatment, flash heating unit 160 for performing flash heat treatment on semiconductor wafer W, alignment unit 130, cooling unit 140, and flash heating unit A transport robot 150 that transports a semiconductor wafer W to 160 is provided. Further, the heat treatment apparatus 100 includes a control unit 3 that controls the operation mechanism and the transfer robot 150 provided in each processing unit described above to advance the flash heating process of the semiconductor wafer W.

インデクサ部101は、複数のキャリアC(本実施形態では2個)を並べて載置するロードポート110と、各キャリアCから未処理の半導体ウェハーWを取り出すとともに、各キャリアCに処理済みの半導体ウェハーWを収納する受渡ロボット120とを備えている。未処理の半導体ウェハーWを収容したキャリアCは無人搬送車(AGV)等によって搬送されてロードポート110に載置されるともに、処理済みの半導体ウェハーWを収容したキャリアCは当該無人搬送車によってロードポート110から持ち去られる。また、ロードポート110においては、受渡ロボット120がキャリアCに対して任意の半導体ウェハーWの出し入れを行うことができるように、キャリアCが図2の矢印CUにて示す如く昇降移動可能に構成されている。なお、キャリアCの形態としては、半導体ウェハーWを密閉空間に収納するFOUP(front opening unified pod)の他に、SMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納した半導体ウェハーWを外気に曝すOC(open cassette)であっても良い。   The indexer unit 101 loads a plurality of carriers C (two in this embodiment) side by side and loads the unprocessed semiconductor wafers W from the carriers C, and processes the semiconductor wafers processed by the carriers C. And a delivery robot 120 for storing W. The carrier C containing the unprocessed semiconductor wafer W is transported by an automatic guided vehicle (AGV) or the like and placed on the load port 110, and the carrier C containing the processed semiconductor wafer W is transported by the automatic guided vehicle. It is taken away from the load port 110. Further, the load port 110 is configured such that the carrier C can be moved up and down as indicated by an arrow CU in FIG. 2 so that the delivery robot 120 can take in and out an arbitrary semiconductor wafer W with respect to the carrier C. ing. As a form of the carrier C, in addition to a FOUP (front opening unified pod) for storing the semiconductor wafer W in a sealed space, a standard mechanical interface (SMIF) pod and an OC (open for exposing the stored semiconductor wafer W to the open air) cassette).

また、受渡ロボット120は、矢印120Sにて示すようなスライド移動、矢印120Rにて示すような旋回動作および昇降動作が可能とされている。これにより、受渡ロボット120は、2つのキャリアCに対して半導体ウェハーWの出し入れを行うとともに、アライメント部130および冷却部140に対して半導体ウェハーWの受け渡しを行う。受渡ロボット120によるキャリアCに対する半導体ウェハーWの出し入れは、ハンド121のスライド移動、および、キャリアCの昇降移動により行われる。また、受渡ロボット120とアライメント部130または冷却部140との半導体ウェハーWの受け渡しは、ハンド121のスライド移動、および、受渡ロボット120の昇降動作によって行われる。   In addition, the delivery robot 120 is capable of sliding movement as indicated by an arrow 120S, turning operation and raising / lowering operation as indicated by an arrow 120R. As a result, the delivery robot 120 carries the semiconductor wafer W in and out of the two carriers C, and delivers the semiconductor wafer W to the alignment unit 130 and the cooling unit 140. The delivery / removal robot 120 moves the semiconductor wafer W in and out of the carrier C by sliding the hand 121 and moving the carrier C up and down. Further, the delivery of the semiconductor wafer W between the delivery robot 120 and the alignment unit 130 or the cooling unit 140 is performed by the sliding movement of the hand 121 and the lifting operation of the delivery robot 120.

アライメント部130は、半導体ウェハーWを回転させて続くフラッシュ加熱に適切な向きに向ける処理部である。受渡ロボット120からアライメント部130へはウェハー中心が所定の位置に位置するように半導体ウェハーWが渡される。アライメント部130では、インデクサ部101から受け取った半導体ウェハーWの中心部を回転中心として鉛直方向軸まわりで回転させノッチやオリフラ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーWの位置決めを行う。また、アライメント部130は後述の光学測定ユニットを備えており、その光学測定ユニットによって処理対象となる半導体ウェハーWの反射光強度を測定する。   The alignment unit 130 is a processing unit that rotates the semiconductor wafer W and directs the semiconductor wafer W in an appropriate direction for subsequent flash heating. The semiconductor wafer W is delivered from the delivery robot 120 to the alignment unit 130 so that the wafer center is located at a predetermined position. The alignment unit 130 positions the semiconductor wafer W by optically detecting notches, orientation flats, and the like by rotating about the central axis of the semiconductor wafer W received from the indexer unit 101 around the vertical axis. The alignment unit 130 includes an optical measurement unit described later, and the reflected light intensity of the semiconductor wafer W to be processed is measured by the optical measurement unit.

熱処理装置100の主要部であるフラッシュ加熱部160は、予備加熱を行った半導体ウェハーWにキセノンフラッシュランプFLからの閃光(フラッシュ光)を照射してフラッシュ加熱処理を行う処理部である。フラッシュ加熱部160およびアライメント部130の構成についてはさらに後述する。   The flash heating unit 160, which is a main part of the heat treatment apparatus 100, is a processing unit that performs flash heating processing by irradiating flash light (flash light) from the xenon flash lamp FL onto the pre-heated semiconductor wafer W. The configurations of the flash heating unit 160 and the alignment unit 130 will be further described later.

冷却部140は、金属製の冷却プレートの上面に石英板を載置して構成されている。フラッシュ加熱部160にてフラッシュ加熱処理が施された直後の半導体ウェハーWは温度が高いため、冷却部140にて上記石英板上に載置されて冷却される。   The cooling unit 140 is configured by placing a quartz plate on the upper surface of a metal cooling plate. Since the temperature of the semiconductor wafer W immediately after the flash heating process is performed by the flash heating unit 160 is high, the semiconductor wafer W is placed on the quartz plate and cooled by the cooling unit 140.

搬送ロボット150は、鉛直方向に沿った軸を中心に矢印150Rにて示すように旋回可能とされるとともに、複数のアームセグメントからなる2つのリンク機構を有し、それら2つのリンク機構の先端にはそれぞれ半導体ウェハーWを保持する搬送アーム151a,151bが設けられる。これらの搬送アーム151a,151bは上下に所定のピッチだけ隔てて配置され、リンク機構によりそれぞれ独立して同一水平方向に直線的にスライド移動可能とされている。また、搬送ロボット150は、2つのリンク機構が設けられるベースを昇降移動することにより、所定のピッチだけ離れた状態のまま2つの搬送アーム151a,151bを昇降移動させる。   The transfer robot 150 can be turned around an axis along the vertical direction as indicated by an arrow 150R, and has two link mechanisms including a plurality of arm segments. Are provided with transfer arms 151a and 151b for holding the semiconductor wafer W, respectively. These transfer arms 151a and 151b are arranged vertically apart from each other by a predetermined pitch, and can be slid linearly in the same horizontal direction independently by a link mechanism. Also, the transfer robot 150 moves up and down the two transfer arms 151a and 151b while moving away from each other by a predetermined pitch by moving up and down a base provided with two link mechanisms.

また、搬送ロボット150による半導体ウェハーWの搬送空間として搬送ロボット150を収容する搬送室170が設けられており、アライメント部130、冷却部140およびフラッシュ加熱部160が搬送室170に連結されて配置されている。搬送ロボット150がアライメント部130、フラッシュ加熱部160または冷却部140を受け渡し相手として半導体ウェハーWの受け渡し(出し入れ)を行う際には、まず、両搬送アーム151a,151bが受け渡し相手と対向するように旋回し、その後(または旋回している間に)昇降移動していずれかの搬送アームが受け渡し相手と半導体ウェハーWを受け渡しする高さに位置する。そして、搬送アーム151a(151b)を水平方向に直線的にスライド移動させて受け渡し相手と半導体ウェハーWの受け渡しを行う。   In addition, a transfer chamber 170 that accommodates the transfer robot 150 is provided as a transfer space of the semiconductor wafer W by the transfer robot 150, and the alignment unit 130, the cooling unit 140, and the flash heating unit 160 are connected to the transfer chamber 170. ing. When the transfer robot 150 transfers (inserts / removes) the semiconductor wafer W as a transfer partner to the alignment unit 130, the flash heating unit 160, or the cooling unit 140, first, the transfer arms 151a and 151b are opposed to the transfer partner. It turns and then moves up and down (or while it is turning) so that one of the transfer arms is positioned at a height at which the semiconductor wafer W is delivered to the delivery partner. Then, the transfer arm 151a (151b) is slid linearly in the horizontal direction, and the transfer partner and the semiconductor wafer W are transferred.

また、インデクサ部101とアライメント部130および冷却部140との間にはそれぞれゲートバルブ181,182が設けられ、搬送室170とアライメント部130、冷却部140およびフラッシュ加熱部160との間にはそれぞれゲートバルブ183,184,185が設けられる。そして、アライメント部130、冷却部140および搬送室170の内部が清浄に維持されるようにそれぞれに窒素ガス供給部(図示省略)から高純度の窒素ガスが供給され、余剰の窒素ガスは適宜排気管から排気される。なお、半導体ウェハーWが搬送される際に適宜これらのゲートバルブが開閉される。   Gate valves 181 and 182 are provided between the indexer unit 101 and the alignment unit 130 and the cooling unit 140, respectively. Between the transfer chamber 170 and the alignment unit 130, the cooling unit 140 and the flash heating unit 160, respectively. Gate valves 183, 184 and 185 are provided. Then, a high-purity nitrogen gas is supplied from a nitrogen gas supply unit (not shown) so that the inside of the alignment unit 130, the cooling unit 140, and the transfer chamber 170 is kept clean, and excess nitrogen gas is appropriately exhausted. Exhausted from the tube. Note that these gate valves are appropriately opened and closed when the semiconductor wafer W is transported.

また、アライメント部130および冷却部140は、インデクサ部101と搬送ロボット150との間のウェハー搬送経路の往路および復路にそれぞれ位置し、アライメント部130では半導体ウェハーWの位置決めを行うために半導体ウェハーWが一時的に載置され、冷却部140では加熱処理後の半導体ウェハーWを冷却するために半導体ウェハーWが一時的に載置される。   The alignment unit 130 and the cooling unit 140 are positioned on the forward and return paths of the wafer transfer path between the indexer unit 101 and the transfer robot 150. The alignment unit 130 positions the semiconductor wafer W in order to position the semiconductor wafer W. Is temporarily placed, and the cooling unit 140 temporarily places the semiconductor wafer W in order to cool the semiconductor wafer W after the heat treatment.

<1−2.フラッシュ加熱部の構成>
次に、フラッシュ加熱部160の構成について詳細に説明する。図3は、フラッシュ加熱部160の構成を示す縦断面図である。フラッシュ加熱部160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。
<1-2. Configuration of flash heating unit>
Next, the configuration of the flash heating unit 160 will be described in detail. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the flash heating unit 160. The flash heating unit 160 includes a substantially cylindrical chamber 6 that houses the semiconductor wafer W, and a lamp house 5 that houses a plurality of flash lamps FL.

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

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

また、熱処理空間65の気密性を維持するために、チャンバー窓61とチャンバー側部63とはOリングによってシールされている。すなわち、チャンバー窓61の下面周縁部とチャンバー側部63との間にOリングを挟み込むとともに、クランプリング90をチャンバー窓61の上面周縁部に当接させ、そのクランプリング90をチャンバー側部63にネジ止めすることによって、チャンバー窓61をOリングに押し付けている。   Further, in order to maintain the airtightness of the heat treatment space 65, the chamber window 61 and the chamber side portion 63 are sealed by an O-ring. That is, the O-ring is sandwiched between the lower surface peripheral portion of the chamber window 61 and the chamber side portion 63, the clamp ring 90 is brought into contact with the upper peripheral portion of the chamber window 61, and the clamp ring 90 is attached to the chamber side portion 63. The chamber window 61 is pressed against the O-ring by screwing.

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

チャンバー側部63は、半導体ウェハーWの搬入および搬出を行うための搬送開口部66を有し、搬送開口部66は、軸662を中心に回動するゲートバルブ185により開閉可能とされる。チャンバー側部63における搬送開口部66とは反対側の部位には熱処理空間65に処理ガス(例えば、窒素(N2)ガスやヘリウム(He)ガス、アルゴン(Ar)ガス等の不活性ガス、あるいは、酸素(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4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4に示すように、ガス導入バッファ83は、図3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. 4 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. 4, the gas introduction buffer 83 is formed over about 3 of the inner circumference of the chamber side portion 63 on the opposite side of the transfer opening 66 shown in FIG. 3. 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、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光測定部2が設けられている。光測定部2は、カロリーメータ24および光導出構造20を備え、チャンバー6内に照射された光を受光してそのエネルギーを算定するための電気信号を制御部3に送出する。光導出構造20は、第1石英ロッド21、プリズム22および第2石英ロッド23を備え、チャンバー6内に照射された光をチャンバー6の外部に設置されたカロリーメータ24へと導く。   Further, the light measuring unit 2 is provided at a portion of the chamber side 63 opposite to the transfer opening 66. The light measurement unit 2 includes a calorimeter 24 and a light derivation structure 20, receives light irradiated into the chamber 6, and sends an electrical signal for calculating the energy to the control unit 3. The light derivation structure 20 includes a first quartz rod 21, a prism 22, and a second quartz rod 23, and guides the light irradiated in the chamber 6 to a calorimeter 24 installed outside the chamber 6.

第1石英ロッド21は、ガス導入バッファ83の上方にてチャンバー側部63を水平方向に貫通して設けられる。第1石英ロッド21が設置される高さ位置は、後述する処理位置に上昇した保持部7に保持される半導体ウェハーWと同じ高さ位置である。第1石英ロッド21は直径約10mmの石英の棒状部材である。また、第1石英ロッド21の熱処理空間65側の先端は、斜めに切断されてプリズムを形成するとともに、その上側は平坦な入射面とされている。   The first quartz rod 21 is provided above the gas introduction buffer 83 so as to penetrate the chamber side portion 63 in the horizontal direction. The height position at which the first quartz rod 21 is installed is the same height position as that of the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 raised to the processing position described later. The first quartz rod 21 is a quartz rod-shaped member having a diameter of about 10 mm. The tip of the first quartz rod 21 on the heat treatment space 65 side is cut obliquely to form a prism, and the upper side is a flat incident surface.

第1石英ロッド21の基端側(チャンバー6よりも外側)にはプリズム22が接着されている。さらに、プリズム22には第2石英ロッド23が接着されている。プリズム22は石英にて形成された三角柱部材であり、直角をなす一方の面に第1石英ロッド21が接着され、他方の面に第2石英ロッド23が接着される。第2石英ロッド23も第1石英ロッド21と同じく直径約10mmの石英の棒状部材である。第2石英ロッド23は鉛直方向に沿って設けられ、その上端はプリズム22に接着され、下端はカロリーメータ24に接続される。   A prism 22 is bonded to the base end side of the first quartz rod 21 (outside the chamber 6). Further, a second quartz rod 23 is bonded to the prism 22. The prism 22 is a triangular prism member made of quartz, and the first quartz rod 21 is bonded to one surface forming a right angle, and the second quartz rod 23 is bonded to the other surface. The second quartz rod 23 is also a quartz rod-like member having a diameter of about 10 mm, like the first quartz rod 21. The second quartz rod 23 is provided along the vertical direction, its upper end is bonded to the prism 22, and its lower end is connected to the calorimeter 24.

チャンバー6内の熱処理空間65に上方から照射された光は、第1石英ロッド21の入射面に入射して先端の傾斜面で反射されて第1石英ロッド21内を基端側へと導かれる。そして、第1石英ロッド21内を導かれた光はプリズム22によって全反射されて第2石英ロッド23に入射する。さらに、第2石英ロッド23内を導かれた光はカロリーメータ24に入射する。   The light irradiated from above into the heat treatment space 65 in the chamber 6 is incident on the incident surface of the first quartz rod 21, is reflected by the inclined surface of the tip, and is guided to the proximal end side in the first quartz rod 21. . The light guided through the first quartz rod 21 is totally reflected by the prism 22 and enters the second quartz rod 23. Further, the light guided through the second quartz rod 23 enters the calorimeter 24.

カロリーメータ24は、光を吸収する黒体(図示省略)を内蔵し、入射した光を吸収した黒体で発生した熱を電圧等の電気信号に変換する。本実施形態においては、カロリーメータ24は熱エネルギーを変換した電気信号を制御部3に送出し、制御部3のエネルギー測定部301(図12参照)がチャンバー6内に照射された光のエネルギー(厳密にはエネルギー密度)を算定する。   The calorimeter 24 incorporates a black body (not shown) that absorbs light, and converts heat generated in the black body that has absorbed incident light into an electrical signal such as a voltage. In the present embodiment, the calorimeter 24 sends an electrical signal obtained by converting the heat energy to the control unit 3, and the energy measurement unit 301 (see FIG. 12) of the control unit 3 irradiates the energy of the light irradiated into the chamber 6 ( Strictly speaking, the energy density is calculated.

また、フラッシュ加熱部160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フラッシュ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3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。   Further, the flash heating unit 160 holds the semiconductor wafer W in a horizontal posture inside the chamber 6 and performs a preheating of the semiconductor wafer W held before the flash light irradiation, and a substantially disc-shaped holding unit 7; A holding unit lifting mechanism 4 that lifts and lowers the holding unit 7 with respect to the chamber bottom 62 that is the bottom surface of the chamber 6. 3 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3に示す半導体ウェハーWの受渡位置と図7に示す半導体ウェハーWの処理位置との間で滑らかに昇降する。   The motor 40 is installed on a fixed plate 44 attached to the lower end of the guide member 43, and is connected to the ball screw 45 via the timing belt 401. When the holding part 7 is raised and lowered by the holding part raising / lowering mechanism 4, the motor 40 as the driving part rotates the ball screw 45 under the control of the control part 3, and the moving plate 42 to which the nut 46 is fixed follows the guide member 43. Move vertically. As a result, the shaft 41 fixed to the moving plate 42 moves along the vertical direction, and the holding portion 7 connected to the shaft 41 moves between the delivery position of the semiconductor wafer W shown in FIG. 3 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5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. 5 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6は、ホットプレート71を示す平面図である。図6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. 6 is a plan view showing the hot plate 71. As shown in FIG. 6, the hot plate 71 includes a disc-shaped zone 711 and an annular zone 712 that are concentrically arranged in the center of a region facing the semiconductor wafer W to be held, and the zone 712. There are four zones 713 to 716 obtained by equally dividing a peripheral substantially annular region into four equal parts in the circumferential direction, and a slight gap is formed between the zones. The hot plate 71 is provided with three through holes 77 through which the support pins 70 are inserted, every 120 ° on the circumference of the gap between the zone 711 and the zone 712.

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

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

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

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からフラッシュ光を照射することにより半導体ウェハーWを加熱する。   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 flash light from the flash lamp FL via the lamp light emission window 53 and the chamber window 61. .

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

図8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、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)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. 8 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 an IGBT (insulated gate bipolar transistor) 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.

IGBT96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。IGBT96のゲートにはIGBT制御部98が接続されている。IGBT制御部98は、IGBT96のゲートにパルス信号を印加してIGBT96をオンオフ駆動する回路である。IGBT制御部98がIGBT96をオンオフするタイミングは制御部3によって制御される。具体的には、制御部3の波形設定部305(図12参照)がパルス信号の波形を設定し、その波形に従ってIGBT制御部98がパルス信号をIGBT96のゲートに出力する。IGBT制御部98がIGBT96のゲートに所定値以上の電圧(パルス信号がオンのときのHi電圧)を印加するとIGBT96がオン状態となり、所定値未満の電圧(パルス信号がオフのときのLow電圧)を印加するとIGBT96がオフ状態となる。このようにして、フラッシュランプFLを含む回路はIGBT96によってオンオフされる。   The IGBT 96 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. An IGBT control unit 98 is connected to the gate of the IGBT 96. The IGBT control unit 98 is a circuit that drives the IGBT 96 on and off by applying a pulse signal to the gate of the IGBT 96. The control unit 3 controls the timing at which the IGBT control unit 98 turns the IGBT 96 on and off. Specifically, the waveform setting unit 305 (see FIG. 12) of the control unit 3 sets the waveform of the pulse signal, and the IGBT control unit 98 outputs the pulse signal to the gate of the IGBT 96 according to the waveform. When the IGBT control unit 98 applies a voltage higher than a predetermined value (Hi voltage when the pulse signal is on) to the gate of the IGBT 96, the IGBT 96 is turned on, and a voltage lower than the predetermined value (Low voltage when the pulse signal is off). Is applied, the IGBT 96 is turned off. In this way, the circuit including the flash lamp FL is turned on / off by the IGBT 96.

コンデンサ93が充電された状態でIGBT96がオン状態となってガラス管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両端電極間の放電によってガラス管92内に電流が瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。   Even if the IGBT 96 is turned on while the capacitor 93 is charged and a high voltage is applied to both end electrodes of the glass tube 92, the xenon gas is electrically an insulator, so that the glass is normal in the state. No electricity flows in the tube 92. However, when the trigger circuit 97 applies a voltage to the trigger electrode 91 to break the insulation, an electric current instantaneously flows in the glass tube 92 due to the discharge between the two end electrodes, and the excitation of the xenon atoms or molecules at that time Light is emitted.

また、図3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 in FIG. 3 is provided above the plurality of flash lamps FL so as to cover the whole. 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.

上記の構成以外にもフラッシュ加熱部160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3,7参照)。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-described configuration, the flash heating unit 160 performs various cooling operations in order to prevent an excessive increase in temperature of the chamber 6 and the lamp house 5 due to thermal energy generated from the flash lamp FL and the hot plate 71 during the heat treatment of the semiconductor wafer W. It has a structure for. 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. 3 and 7). 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.

<1−3.アライメント部の構成>
次に、アライメント部130の構成について説明する。図9は、アライメント部130の構成を示す図である。アライメント部130は、チャンバー131にウェハ保持部132と光学測定ユニット230とを備えて構成されている。
<1-3. Configuration of alignment unit>
Next, the configuration of the alignment unit 130 will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the alignment unit 130. The alignment unit 130 includes a chamber 131 and a wafer holding unit 132 and an optical measurement unit 230.

チャンバー131は半導体ウェハーWを収容する金属製の筐体である。チャンバー131の側壁には受渡ロボット120および搬送ロボット150がアクセスするための開口(図示省略)がそれぞれ設けられており、それぞれの開口はゲートバルブ181,183によって開閉される。   The chamber 131 is a metal housing that houses the semiconductor wafer W. Openings (not shown) for accessing the delivery robot 120 and the transfer robot 150 are provided on the side walls of the chamber 131, and the openings are opened and closed by gate valves 181 and 183.

チャンバー131の底部にはウェハ保持部132が設けられている。ウェハ保持部132は、回転テーブル133とアライメントモータ135とを備えている。回転テーブル133は半導体ウェハーWを下面から支持して載置する。回転テーブル133はアライメントモータ135によって鉛直方向軸まわりで回転可能とされている。   A wafer holding part 132 is provided at the bottom of the chamber 131. The wafer holding unit 132 includes a rotary table 133 and an alignment motor 135. The turntable 133 supports and places the semiconductor wafer W from the lower surface. The rotary table 133 can be rotated around the vertical axis by an alignment motor 135.

光学測定ユニット230は、測定光学系231と、この測定光学系231に対して投光用光ファイバ232を介して結合された投光器233と、測定光学系231に対して受光用光ファイバ234を介して結合された分光器235とを含む。光学測定ユニット230の構成要素のうち測定光学系231はチャンバー131の天井部分に固定設置されており、他の要素はチャンバー131の外部に設けられている。投光器233はハロゲンランプを内蔵しており、一定光量の光を発生する。投光器233から出射された光は投光用光ファイバ232を介して測定光学系231に導かれる。   The optical measurement unit 230 includes a measurement optical system 231, a projector 233 coupled to the measurement optical system 231 via a light projecting optical fiber 232, and a light receiving optical fiber 234 to the measurement optical system 231. And a spectroscope 235 coupled to each other. Among the constituent elements of the optical measurement unit 230, the measurement optical system 231 is fixedly installed on the ceiling portion of the chamber 131, and the other elements are provided outside the chamber 131. The projector 233 contains a halogen lamp and generates a certain amount of light. The light emitted from the projector 233 is guided to the measurement optical system 231 through the projection optical fiber 232.

図10は、測定光学系231の構成を説明するための図である。測定光学系231は、回転テーブル133に支持された半導体ウェハーWの主面にハロゲン光を照射するとともに、該主面からの反射光を受光する投受光部として機能するものである。測定光学系231は、下から順に、アクロマティックレンズ236、ハーフミラー237および全反射ミラー238を鉛直方向に沿って配列している。また、全反射ミラー238からの反射光が向かう方向に沿ってディフューザ239を配置している。   FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of the measurement optical system 231. The measurement optical system 231 functions as a light projecting / receiving unit that irradiates the main surface of the semiconductor wafer W supported by the rotary table 133 with halogen light and receives reflected light from the main surface. In the measurement optical system 231, an achromatic lens 236, a half mirror 237, and a total reflection mirror 238 are arranged along the vertical direction in order from the bottom. Further, a diffuser 239 is disposed along the direction in which the reflected light from the total reflection mirror 238 travels.

ハーフミラー237は、回転テーブル133に支持される半導体ウェハーWに対して45°の角度(水平面に対して45°の角度)をなす姿勢で設けられており、投光用光ファイバ232の出射端232aからの水平方向の光を受け、これを鉛直方向下方に向けて反射する。ハーフミラー237によって反射された光は、アクロマティックレンズ236を透過して下方に向かって進行する。こうして測定光学系231から下方に向けて出射された光は、回転テーブル133に半導体ウェハーWが支持されているときには、その半導体ウェハーWの主面に照射されることとなる。   The half mirror 237 is provided in a posture that forms an angle of 45 ° with respect to the semiconductor wafer W supported by the rotary table 133 (an angle of 45 ° with respect to the horizontal plane), and the emission end of the light projecting optical fiber 232. The light in the horizontal direction from 232a is received and reflected downward in the vertical direction. The light reflected by the half mirror 237 passes through the achromatic lens 236 and travels downward. The light emitted downward from the measurement optical system 231 is irradiated onto the main surface of the semiconductor wafer W when the semiconductor wafer W is supported on the rotary table 133.

半導体ウェハーWの表面にて反射された反射光は、アクロマティックレンズ236およびハーフミラー237を順に透過し、全反射ミラー238によってディフューザ239に向けて反射される。ディフューザ239に入射した反射光は拡散均一化処理を受けて、受光用光ファイバ234の入射端234aに入射する。   The reflected light reflected from the surface of the semiconductor wafer W sequentially passes through the achromatic lens 236 and the half mirror 237 and is reflected toward the diffuser 239 by the total reflection mirror 238. The reflected light that has entered the diffuser 239 undergoes a diffusion uniformization process, and enters the incident end 234 a of the light receiving optical fiber 234.

すなわち、ディフューザ239は、受光用光ファイバ234の入射端234aと全反射ミラー238との間に介挿されていて、その入射端面239aが全反射ミラー238に対向するとともに、その出射端面239bが受光用光ファイバ234の入射端234aに対向している。また、アクロマティックレンズ236は、半導体ウェハーWからの反射光をディフューザ239の入射端面239aに集束させる働きを有する。   In other words, the diffuser 239 is interposed between the incident end 234a of the light receiving optical fiber 234 and the total reflection mirror 238. The incident end surface 239a faces the total reflection mirror 238, and the emission end surface 239b receives light. The optical fiber 234 faces the incident end 234a. The achromatic lens 236 has a function of focusing the reflected light from the semiconductor wafer W onto the incident end surface 239a of the diffuser 239.

受光用光ファイバ234に入射された光は、分光器235によってスペクトル分解処理を受け、この処理結果として分光器235から出力された信号が制御部3に入力される。制御部3の放射率比算定部303(図12参照)は、後述するようにして半導体ウェハーWの反射光強度から標準ウェハーの放射率と処理対象となる半導体ウェハーWの放射率との放射率比を算定する。   The light incident on the light receiving optical fiber 234 is subjected to spectral decomposition processing by the spectroscope 235, and a signal output from the spectroscope 235 is input to the control unit 3 as a result of this processing. The emissivity ratio calculating unit 303 (see FIG. 12) of the control unit 3 calculates the emissivity between the emissivity of the standard wafer and the emissivity of the semiconductor wafer W to be processed from the reflected light intensity of the semiconductor wafer W as described later. Calculate the ratio.

上述した構成要素以外にも、アライメント部130には回転テーブル133に支持されて回転する半導体ウェハーWの切り欠き部(φ300mmウェハーの場合はノッチ、φ200mmウェハーの場合はオリフラ)を検出する検出ヘッド、チャンバー131に窒素ガスを供給するガス供給部およびチャンバー131内の雰囲気ガスを排気する排気部等(いずれも図示省略)が設けられている。   In addition to the components described above, the alignment unit 130 includes a detection head for detecting a notch (notch for a φ300 mm wafer, orientation flat for a φ200 mm wafer) of the semiconductor wafer W supported by the rotary table 133 and rotating. A gas supply unit that supplies nitrogen gas to the chamber 131, an exhaust unit that exhausts atmospheric gas in the chamber 131, and the like (both not shown) are provided.

<1−4.制御部の構成>
次に、制御部3の構成について説明する。制御部3は、熱処理装置100に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。図11は、制御部3のハードウェア構成を示す図である。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CPU31、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ROM32、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAM33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34をバスライン39に接続して構成されている。
<1-4. Configuration of control unit>
Next, the configuration of the control unit 3 will be described. The control unit 3 controls the various operation mechanisms provided in the heat treatment apparatus 100. FIG. 11 is a diagram illustrating a hardware configuration of the control unit 3. 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 31 that performs various arithmetic processes, a ROM 32 that is a read-only memory that stores basic programs, a RAM 33 that is a readable / writable memory that stores various information, control software, data, and the like. The magnetic disk 34 to be placed is connected to a bus line 39.

また、バスライン39には、保持部昇降機構4のモータ40、コンデンサ93を充電する電源ユニット95、トリガー電極91に高電圧を印加するトリガー回路97、IGBT96をオンオフ駆動するIGBT制御部98、光学測定ユニット230の投光器233および分光器235、並びに、カロリーメータ24等が電気的に接続されている。さらに、バスライン39には、表示部35および入力部36が電気的に接続されている。表示部35は、例えば液晶ディスプレイ等を用いて構成されており、処理結果やレシピ内容等の種々の情報を表示する。入力部36は、例えばキーボードやマウス等を用いて構成されており、コマンドやパラメータ等の入力を受け付ける。装置のオペレータは、表示部35に表示された内容を確認しつつ入力部36からコマンドやパラメータ等の入力を行うことができる。なお、表示部35と入力部36とを一体化してタッチパネルとして構成するようにしても良い。   The bus line 39 includes a motor 40 of the holding unit lifting mechanism 4, a power supply unit 95 that charges the capacitor 93, a trigger circuit 97 that applies a high voltage to the trigger electrode 91, an IGBT control unit 98 that drives the IGBT 96 on and off, an optical unit The projector 233 and spectroscope 235 of the measurement unit 230, the calorimeter 24, and the like are electrically connected. Further, the display unit 35 and the input unit 36 are electrically connected to the bus line 39. The display unit 35 is configured by using, for example, a liquid crystal display and displays various information such as processing results and recipe contents. The input unit 36 is configured using, for example, a keyboard, a mouse, and the like, and receives input of commands, parameters, and the like. The operator of the apparatus can input commands and parameters from the input unit 36 while confirming the contents displayed on the display unit 35. The display unit 35 and the input unit 36 may be integrated to form a touch panel.

図12は、制御部3の機能ブロック図である。制御部3に設けられたエネルギー測定部301、相関関係取得部302、放射率比算定部303、印加電圧算定部304および波形設定部305は、制御部3のCPU31が磁気ディスク34に格納された処理用ソフトウェアを実行することによって実現される機能処理部である。これら機能処理部の処理内容については熱処理装置100の処理動作とともに説明する。   FIG. 12 is a functional block diagram of the control unit 3. The energy measurement unit 301, the correlation acquisition unit 302, the emissivity ratio calculation unit 303, the applied voltage calculation unit 304, and the waveform setting unit 305 provided in the control unit 3 are stored in the magnetic disk 34 by the CPU 31 of the control unit 3. It is a function processing unit realized by executing processing software. The processing contents of these function processing units will be described together with the processing operation of the heat treatment apparatus 100.

<2.熱処理装置の処理動作>
次に、本発明に係る熱処理装置100による半導体ウェハーWの処理動作について説明する。この熱処理装置100において処理対象となる半導体ウェハーWは、パターン形成後にイオン注入法により不純物(イオン)が添加された半導体ウェハーである。その不純物の活性化がフラッシュ加熱部160によるフラッシュ光照射加熱処理(アニール)により実行される。ここでは、熱処理装置100全体におけるウェハーフローについて簡単に説明した後、フラッシュランプFLへの印加電圧設定およびフラッシュ加熱部160における処理内容について説明する。以下に説明する熱処理装置100の処理手順は、制御部3が熱処理装置100の各動作機構を制御することにより進行する。
<2. Processing operation of heat treatment equipment>
Next, the processing operation of the semiconductor wafer W by the heat treatment apparatus 100 according to the present invention will be described. A semiconductor wafer W to be processed in the heat treatment apparatus 100 is a semiconductor wafer to which impurities (ions) are added by ion implantation after pattern formation. The activation of the impurities is performed by flash light irradiation heat treatment (annealing) by the flash heating unit 160. Here, after briefly explaining the wafer flow in the heat treatment apparatus 100 as a whole, the application voltage setting to the flash lamp FL and the processing contents in the flash heating unit 160 will be explained. The processing procedure of the heat treatment apparatus 100 described below proceeds by the control unit 3 controlling each operation mechanism of the heat treatment apparatus 100.

<2−1.熱処理装置全体におけるウェハーフロー>
熱処理装置100では、まず、不純物注入後の半導体ウェハーWがキャリアCに複数枚収容された状態でインデクサ部101のロードポート110に載置される。そして、受渡ロボット120がキャリアCから半導体ウェハーWを1枚ずつ取り出し、アライメント部130に載置する。アライメント部130では、回転テーブル133に支持された半導体ウェハーWを、その中心部を回転中心として鉛直方向軸まわりで回転させノッチ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーWの位置決めを行う。また、光学測定ユニット230による半導体ウェハーWの反射光強度測定も行われる。
<2-1. Wafer flow in the entire heat treatment system>
In the heat treatment apparatus 100, first, a plurality of semiconductor wafers W after impurity implantation are placed on the load port 110 of the indexer unit 101 in a state where a plurality of semiconductor wafers W are accommodated in the carrier C. Then, the delivery robot 120 takes out the semiconductor wafers W one by one from the carrier C and places them on the alignment unit 130. The alignment unit 130 positions the semiconductor wafer W by optically detecting notches and the like by rotating the semiconductor wafer W supported on the rotary table 133 around the vertical axis with the central portion as a rotation center. Moreover, the reflected light intensity measurement of the semiconductor wafer W by the optical measurement unit 230 is also performed.

アライメント部130にて位置決めが行われた半導体ウェハーWは搬送ロボット150の上側の搬送アーム151aにより搬送室170内へと取り出され、搬送ロボット150がフラッシュ加熱部160を向くように旋回する。搬送ロボット150がフラッシュ加熱部160に向くと、下側の搬送アーム151bがフラッシュ加熱部160から先行するフラッシュ加熱処理後の半導体ウェハーWを取り出し、上側の搬送アーム151aが未処理の半導体ウェハーWをフラッシュ加熱部160へと搬入する。このときに搬送ロボット150は、フラッシュランプFLの長手方向と垂直に搬送アーム151a,151bをスライド移動させる。   The semiconductor wafer W positioned by the alignment unit 130 is taken out into the transfer chamber 170 by the transfer arm 151 a on the upper side of the transfer robot 150, and turns so that the transfer robot 150 faces the flash heating unit 160. When the transfer robot 150 faces the flash heating unit 160, the lower transfer arm 151b takes out the preceding semiconductor wafer W after the flash heating process from the flash heating unit 160, and the upper transfer arm 151a removes the unprocessed semiconductor wafer W. It is carried into the flash heating unit 160. At this time, the transfer robot 150 slides the transfer arms 151a and 151b perpendicularly to the longitudinal direction of the flash lamp FL.

フラッシュ加熱部160においては、半導体ウェハーWに予備加熱を行ってからフラッシュ光を照射してフラッシュ加熱を行う。このときに後述のようにしてフラッシュランプFLへの印加電圧を算定し、その印加電圧にて充電したコンデンサ93からフラッシュランプFLに電力供給を行って半導体ウェハーWにフラッシュ光を照射する。フラッシュ加熱が終了した後、半導体ウェハーWは搬送ロボット150の下側の搬送アーム151bによって受け取られて搬出される。次に、搬送ロボット150は冷却部140に向くように旋回し、下側の搬送アーム151bがフラッシュ加熱処理済の半導体ウェハーWを冷却部140内に載置する。冷却部140にて冷却された半導体ウェハーWは受渡ロボット120によりキャリアCへと返却される。   In the flash heating unit 160, the semiconductor wafer W is preheated, and then flash light is irradiated to perform flash heating. At this time, an applied voltage to the flash lamp FL is calculated as described later, and power is supplied to the flash lamp FL from the capacitor 93 charged with the applied voltage to irradiate the semiconductor wafer W with flash light. After the flash heating is completed, the semiconductor wafer W is received and carried out by the lower transfer arm 151b of the transfer robot 150. Next, the transfer robot 150 turns to face the cooling unit 140, and the lower transfer arm 151 b places the semiconductor wafer W that has been subjected to the flash heat treatment in the cooling unit 140. The semiconductor wafer W cooled by the cooling unit 140 is returned to the carrier C by the delivery robot 120.

<2−2.発光波形の設定>
印加電圧設定およびフラッシュ加熱処理の説明に先立って、フラッシュランプFLの発光波形(発光強度の時間プロファイル)の設定について説明する。本実施形態においては、制御部3の波形設定部305がパルス信号の波形を設定し、その波形に従ってIGBT制御部98がパルス信号をIGBT96のゲートに出力することによりIGBT96がオンオフ制御される。そして、フラッシュランプFLを含む回路がIGBT96によってオンオフされることによりフラッシュランプFLの発光波形が規定されるのである。
<2-2. Setting the emission waveform>
Prior to the description of the applied voltage setting and the flash heating process, the setting of the light emission waveform (light emission intensity time profile) of the flash lamp FL will be described. In the present embodiment, the waveform setting unit 305 of the control unit 3 sets the waveform of the pulse signal, and the IGBT control unit 98 outputs the pulse signal to the gate of the IGBT 96 according to the waveform, whereby the IGBT 96 is on / off controlled. The circuit including the flash lamp FL is turned on and off by the IGBT 96, whereby the light emission waveform of the flash lamp FL is defined.

このようなフラッシュランプFLの発光波形の設定は、IGBT制御部98が出力するパルス信号の波形を調整することによって行われる。具体的には、オペレータがパルス信号のパルス幅の時間(オン時間)とパルス間隔の時間(オフ時間)とを入力部36から制御部3に順次入力する。制御部3の波形設定部305は、その入力内容に従ってパルス信号の波形を設定する。なお、個々のパルス幅の時間およびパルス間隔の時間は概ね0.1ミリ秒〜数ミリ秒である。   Such setting of the light emission waveform of the flash lamp FL is performed by adjusting the waveform of the pulse signal output from the IGBT control unit 98. Specifically, the operator sequentially inputs the pulse width time (ON time) and the pulse interval time (OFF time) of the pulse signal from the input unit 36 to the control unit 3. The waveform setting unit 305 of the control unit 3 sets the waveform of the pulse signal according to the input content. The time of each pulse width and the time of the pulse interval are approximately 0.1 milliseconds to several milliseconds.

波形設定部305によって設定されたパルス波形に従ってIGBT制御部98がIGBT96のゲートにパルス信号を出力する。これにより、IGBT制御部98から出力されたパルス信号がオンのときにはIGBT96がオン状態となり、オフのときにはIGBT96がオフ状態となる。その結果、フラッシュランプFLを含む回路がIGBT96によってオンオフされる。   The IGBT control unit 98 outputs a pulse signal to the gate of the IGBT 96 according to the pulse waveform set by the waveform setting unit 305. Thereby, the IGBT 96 is turned on when the pulse signal output from the IGBT controller 98 is on, and the IGBT 96 is turned off when it is off. As a result, the circuit including the flash lamp FL is turned on / off by the IGBT 96.

また、IGBT制御部98がIGBT96を最初にオン状態とす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にトリガー電圧を印加する。コンデンサ93に電荷が蓄積された状態にてIGBT96がオン状態となり、かつ、それと同期してトリガー電極91に高電圧が印加されると、コンデンサ93に蓄積された電荷がフラッシュランプFLのガラス管92内の両端電極間で電流として流れ始め、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。すなわち、フラッシュランプFLが発光を開始し、フラッシュランプFLを流れる電流値は時間とともに増大する。   Further, the control unit 3 controls the trigger circuit 97 and applies a trigger voltage to the trigger electrode 91 in synchronization with the timing when the IGBT control unit 98 first turns on the IGBT 96. When the charge is accumulated in the capacitor 93 and the IGBT 96 is turned on, and when a high voltage is applied to the trigger electrode 91 in synchronization therewith, the charge accumulated in the capacitor 93 is transferred to the glass tube 92 of the flash lamp FL. A current starts to flow between the electrodes at both ends, and light is emitted by excitation of atoms or molecules of xenon at that time. That is, the flash lamp FL starts to emit light, and the current value flowing through the flash lamp FL increases with time.

一旦、フラッシュランプFLの通電が開始され、その電流値が所定値以上残っている状態で断続的にIGBT96がオンオフを繰り返す場合には、トリガー電極91に高電圧を印加しなくてもフラッシュランプFLに電流が流れ続ける。すなわち、最初にIGBT96がオン状態となるときのみトリガー電極91に高電圧を印加すれば、その後はトリガー電圧を印加せずともフラッシュランプFLに電流が継続して流れる。IGBT96がオン状態のときにはフラッシュランプFLのガラス管92内に流れる電流値が増加し、オフ状態のときには電流値が減少する。なお、パルス間隔の時間が長い場合やフラッシュランプFLを流れる電流値が低い場合には、IGBT96がオン状態となる毎にトリガー電極91に高電圧を印加しても良い。また、一定時間間隔にてトリガー電極91に高電圧を印加するようにしても良い。   When energization of the flash lamp FL is once started and the IGBT 96 is repeatedly turned on and off intermittently in a state where the current value remains a predetermined value or more, the flash lamp FL is not required to be applied to the trigger electrode 91. Current continues to flow. That is, if a high voltage is applied to the trigger electrode 91 only when the IGBT 96 is first turned on, then the current continues to flow through the flash lamp FL without applying the trigger voltage. When the IGBT 96 is in the on state, the current value flowing in the glass tube 92 of the flash lamp FL increases, and when the IGBT 96 is in the off state, the current value decreases. When the pulse interval time is long or when the current value flowing through the flash lamp FL is low, a high voltage may be applied to the trigger electrode 91 each time the IGBT 96 is turned on. Further, a high voltage may be applied to the trigger electrode 91 at regular time intervals.

このようにしてフラッシュランプFLを電流が流れ続け、IGBT96がオンオフを実行するパターンによって電流値の波形が規定される。フラッシュランプFLの発光強度は、フラッシュランプFLに流れる電流にほぼ比例する。従って、フラッシュランプFLの発光波形はフラッシュランプFLを流れる電流値の波形に近似したものとなる。   In this way, the current value waveform is defined by the pattern in which the current continues to flow through the flash lamp FL and the IGBT 96 is turned on and off. The emission intensity of the flash lamp FL is substantially proportional to the current flowing through the flash lamp FL. Therefore, the light emission waveform of the flash lamp FL approximates the waveform of the current value flowing through the flash lamp FL.

従来のように、IGBT96を使用することなく単純にフラッシュランプFLを発光させた場合には、コンデンサ93に蓄積されていた電荷が1回の発光で消費され、フラッシュランプFLからの出力波形は幅が0.1ミリセカンドないし10ミリセカンド程度のシングルパルスとなる。これに対して、本実施形態においては、フラッシュランプFLを含む回路中にIGBT96を接続してそのゲートにパルス信号を出力することにより、当該回路がIGBT96によって断続的にオンオフされる。その結果、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、コンデンサ93に蓄積された電荷が分割して消費され、極めて短い時間の間にフラッシュランプFLが点滅を繰り返す。なお、電流値が完全に”0”になる前にIGBT96がオン状態となって電流値が再度増加するため、フラッシュランプFLが点滅を繰り返している間も発光強度が完全に”0”になるものではない。   When the flash lamp FL is simply caused to emit light without using the IGBT 96 as in the prior art, the charge accumulated in the capacitor 93 is consumed by one light emission, and the output waveform from the flash lamp FL has a width. Becomes a single pulse of about 0.1 to 10 milliseconds. On the other hand, in the present embodiment, the IGBT 96 is connected to the circuit including the flash lamp FL and a pulse signal is output to the gate thereof, whereby the circuit is intermittently turned on and off by the IGBT 96. As a result, the light emission of the flash lamp FL is chopper-controlled, and the electric charge accumulated in the capacitor 93 is divided and consumed, and the flash lamp FL repeats blinking in a very short time. The IGBT 96 is turned on before the current value completely becomes “0”, and the current value increases again. Therefore, the light emission intensity becomes completely “0” even while the flash lamp FL is repeatedly blinking. It is not a thing.

以上のように、入力部36からの入力内容に基づいて制御部3の波形設定部305がパルス信号の波形を設定し、その波形に従ってIGBT制御部98がパルス信号をIGBT96のゲートに出力する。そして、IGBT制御部98から出力されたパルス信号に従ってIGBT96がオンオフ制御され、フラッシュランプFLを含む回路がIGBT96によってオンオフされることによりフラッシュランプFLを流れる電流値の波形が規定され、その結果フラッシュランプFLの発光波形が規定される。すなわち、波形設定部305は直接的にはIGBT96のゲートに出力するパルス信号の波形を設定するものの、間接的にフラッシュランプFLの発光波形を設定する。入力部36から入力するパルス幅の時間およびパルス間隔の時間を適宜調整することによって、IGBT制御部98がIGBT96のゲートに出力するパルス信号の波形が変化し、フラッシュランプFLの発光波形も図14に例示するように自由に設定することができる。   As described above, the waveform setting unit 305 of the control unit 3 sets the waveform of the pulse signal based on the input content from the input unit 36, and the IGBT control unit 98 outputs the pulse signal to the gate of the IGBT 96 according to the waveform. The IGBT 96 is on / off controlled in accordance with the pulse signal output from the IGBT control unit 98, and the circuit including the flash lamp FL is turned on / off by the IGBT 96, whereby the waveform of the current value flowing through the flash lamp FL is defined. As a result, the flash lamp FL emission waveform is defined. That is, the waveform setting unit 305 directly sets the waveform of the pulse signal output to the gate of the IGBT 96, but indirectly sets the light emission waveform of the flash lamp FL. By appropriately adjusting the pulse width time and the pulse interval time input from the input unit 36, the waveform of the pulse signal output from the IGBT control unit 98 to the gate of the IGBT 96 changes, and the emission waveform of the flash lamp FL is also shown in FIG. Can be freely set as illustrated in FIG.

図14は、フラッシュランプFLの発光波形の例を示す図である。図14(a)は、従来と同じく単純にフラッシュランプFLを発光させた場合の発光波形であり、IGBT96を長時間にわたってオン状態とした場合にはこのような発光波形となる。図14(b)は、フラッシュランプFLが暫時一定強度にて発光した後、その強度よりも高い最高到達強度の発光ピークを描くように発光する発光波形である。また、図14(c)は、フラッシュランプFLが暫時一定強度にて発光した後、その強度よりも高い最高到達強度の発光ピークを描くように発光し、さらにその後暫時一定強度にて発光する発光波形である。これらはいずれも、入力部36からの入力内容に従って波形設定部305が設定するフラッシュランプFLの発光波形の例であり、プロセスの目的(不純物の活性化、不純物の拡散防止、ウェハー割れの防止、不純物注入時に導入された欠陥の回復等)に応じて使い分けられる。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a light emission waveform of the flash lamp FL. FIG. 14A shows a light emission waveform when the flash lamp FL is simply caused to emit light as in the conventional case, and such a light emission waveform is obtained when the IGBT 96 is turned on for a long time. FIG. 14B shows a light emission waveform in which the flash lamp FL emits light at a constant intensity for a while and then emits light so as to draw a light emission peak having the highest reached intensity higher than that intensity. Further, FIG. 14C shows a light emission in which the flash lamp FL emits light at a constant intensity for a while and then emits light so as to draw a light emission peak having a maximum intensity higher than that intensity, and then emits light at a constant intensity for a while. It is a waveform. These are all examples of the emission waveform of the flash lamp FL set by the waveform setting unit 305 in accordance with the input content from the input unit 36, and the purpose of the process (impurity activation, impurity diffusion prevention, wafer crack prevention, Depending on the recovery of defects introduced at the time of impurity implantation, etc.

<2−3.印加電圧の設定>
図13は、フラッシュランプFLに対する印加電圧の設定手順を示すフローチャートである。まず、ある一つの発光波形について複数の印加電圧にてフラッシュランプFLを発光させ、複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定する(ステップS1)。この測定作業は、チャンバー6内に半導体ウェハーWが存在していない状態で行われ、制御部3の波形設定部305によってフラッシュランプFLの新たな発光波形が設定された直後に行うことが好ましい。
<2-3. Setting of applied voltage>
FIG. 13 is a flowchart showing a procedure for setting an applied voltage to the flash lamp FL. First, the flash lamp FL is caused to emit light at a plurality of applied voltages for a certain light emission waveform, and the flash energy of the flash light emitted from the flash lamp is measured for each of the plurality of applied voltages (step S1). This measurement operation is preferably performed in a state where the semiconductor wafer W does not exist in the chamber 6 and is performed immediately after a new light emission waveform of the flash lamp FL is set by the waveform setting unit 305 of the control unit 3.

ステップS1の測定についてさらに詳細に説明する。予め、制御部3の波形設定部305によってフラッシュランプFLの発光波形が設定されている。そして、電源ユニット95によってコンデンサ93に電圧V1が印加されると、その印加電圧V1に応じた電荷がコンデンサ93に充電され、フラッシュランプFLの両端電極間にも印加電圧V1が印加されることとなる。コンデンサ93に印加電圧V1に応じた電荷が蓄積された状態にてIGBT96がオン状態となり、かつ、それと同期してトリガー電極91に高電圧が印加されると、コンデンサ93に蓄積された電荷がフラッシュランプFLのガラス管92内の両端電極間で流れ始め、フラッシュランプFLが発光を開始する。フラッシュランプFLの発光波形は波形設定部305によって設定された通りのものとなる。 The measurement in step S1 will be described in more detail. The light emission waveform of the flash lamp FL is set in advance by the waveform setting unit 305 of the control unit 3. When the voltage V 1 is applied to the capacitor 93 by the power supply unit 95, the electric charge corresponding to the applied voltage V 1 is charged to the capacitor 93, and the applied voltage V 1 is also applied between both end electrodes of the flash lamp FL. The Rukoto. When the IGBT 96 is turned on in a state where charges corresponding to the applied voltage V 1 are accumulated in the capacitor 93 and a high voltage is applied to the trigger electrode 91 in synchronization therewith, the charges accumulated in the capacitor 93 are The flash lamp FL starts to flow between both end electrodes in the glass tube 92, and the flash lamp FL starts to emit light. The light emission waveform of the flash lamp FL is as set by the waveform setting unit 305.

フラッシュランプFLが発光すると、チャンバー6内の熱処理空間65にフラッシュ光が照射される。熱処理空間65に上方から照射されたフラッシュ光は、第1石英ロッド21の先端の入射面に入射して光導出構造20によってカロリーメータ24へと導かれる。カロリーメータ24は、入射したフラッシュ光を吸収した黒体で発生した熱のエネルギーを変換した電気信号を制御部3のエネルギー測定部301に出力する。エネルギー測定部301は、カロリーメータ24から出力された電気信号に基づいてチャンバー6内に照射されたフラッシュ光のフラッシュエネルギーE1を算定する。このようにして、印加電圧V1にて充電されたコンデンサ93からの電力供給によってフラッシュランプFLが発光したときに(つまり、印加電圧V1にてフラッシュランプFLが発光したときに)、フラッシュランプFLから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーE1が測定される。 When the flash lamp FL emits light, the heat treatment space 65 in the chamber 6 is irradiated with flash light. The flash light irradiated onto the heat treatment space 65 from above enters the incident surface at the tip of the first quartz rod 21 and is guided to the calorimeter 24 by the light derivation structure 20. The calorimeter 24 outputs an electrical signal obtained by converting the energy of heat generated in the black body that has absorbed the incident flash light to the energy measuring unit 301 of the control unit 3. The energy measuring unit 301 calculates the flash energy E 1 of the flash light irradiated into the chamber 6 based on the electric signal output from the calorimeter 24. In this way, the power supply from the capacitor 93 that is charged by applying voltages V 1 when the flash lamp FL emits light (i.e., when the flash lamp FL emits light at an applied voltages V 1), a flash lamp The flash energy E 1 of the flash light emitted from the FL is measured.

印加電圧V1における測定が終了すると、同様にして印加電圧V2でのフラッシュエネルギーE2の測定を行う。すなわち、電源ユニット95によってコンデンサ93に電圧V2を印加して充電する。そして、印加電圧V2にて充電されたコンデンサ93からの電力供給によってフラッシュランプFLを発光させ、チャンバー6内に照射されたフラッシュ光のフラッシュエネルギーE2をカロリーメータ24から出力された電気信号に基づいてエネルギー測定部301が算定する。 When the measurement at the applied voltage V 1 is completed, the flash energy E 2 at the applied voltage V 2 is similarly measured. That is, the power supply unit 95 charges the capacitor 93 by applying the voltage V 2 . Then, the flash lamp FL is caused to emit light by supplying power from the capacitor 93 charged with the applied voltage V 2 , and the flash energy E 2 of the flash light irradiated into the chamber 6 is converted into an electric signal output from the calorimeter 24. Based on this, the energy measurement unit 301 calculates.

以降、このような手順を繰り返し、複数の印加電圧V1、V2、V3・・・Vnにて充電されたコンデンサ93からの電力供給によってフラッシュランプFLが発光したときに(つまり、複数の印加電圧V1、V2、V3・・・VnにてフラッシュランプFLが発光したときに)、当該複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプFLから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーE1、E2、E3・・・Enが測定される。この測定作業はチャンバー6内に半導体ウェハーWが存在していない状態で実行され、例えば処理ロット間において後述の相関関係を示す関係式のキャリブレーションを行う目的で実行するようにしても良い。なお、複数の印加電圧の全てについて、波形設定部305によって設定されたフラッシュランプFLの発光波形は共通である。また、波形設定部305が異なる発光波形を設定した場合には、設定されたフラッシュランプFLの発光波形毎に、複数の印加電圧にてフラッシュランプFLが発光したときのフラッシュエネルギーをエネルギー測定部301が測定する。 Later, repeating such procedure, when the flash lamp FL emits light by the power supply from the capacitor 93 that is charged by a plurality of applied voltages V 1, V 2, V 3 ··· V n ( i.e., a plurality (When the flash lamp FL emits light at the applied voltages V 1 , V 2 , V 3 ... V n ), the flash energy E 1 of the flash light emitted from the flash lamp FL for each of the applied voltages. , E 2 , E 3 ... E n are measured. This measurement operation is performed in a state where the semiconductor wafer W does not exist in the chamber 6, and may be performed, for example, for the purpose of calibrating a relational expression indicating a correlation described later between processing lots. Note that the emission waveform of the flash lamp FL set by the waveform setting unit 305 is common for all of the plurality of applied voltages. When the waveform setting unit 305 sets a different emission waveform, the energy measurement unit 301 calculates the flash energy when the flash lamp FL emits light at a plurality of applied voltages for each set emission waveform of the flash lamp FL. Measure.

次に、このようにして得られた測定結果に基づいて、フラッシュランプFLへの印加電圧VとフラッシュランプFLから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーEとの相関関係を示す関係式を取得する(ステップS2)。本実施形態においては、エネルギー測定部301によって得られた測定結果に基づいて、制御部3の相関関係取得部302が印加電圧VとフラッシュエネルギーEとの関係を線形近似(一次関数にて近似)する。   Next, based on the measurement result thus obtained, a relational expression indicating a correlation between the voltage V applied to the flash lamp FL and the flash energy E of the flash light emitted from the flash lamp FL is obtained ( Step S2). In the present embodiment, based on the measurement result obtained by the energy measurement unit 301, the correlation acquisition unit 302 of the control unit 3 linearly approximates the relationship between the applied voltage V and the flash energy E (approximate with a linear function). To do.

図15は、印加電圧VとフラッシュエネルギーEとの関係の線形近似の一例を示す図である。同図に示すように、フラッシュランプFLへの印加電圧VとフラッシュランプFLから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーEとには概ね線形の関係が認められる。このため、これらの両パラメータに線形近似を行うのは妥当なものである。相関関係取得部302は、公知の手法(例えば、最小二乗法)を用いて、図15に示す如く印加電圧VとフラッシュエネルギーEとの関係を線形近似し、次の式(1)にて示される関係式を取得する。取得された関係式は制御部3の記憶部(ROM32、RAM33または磁気ディスク34)に格納される。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of linear approximation of the relationship between the applied voltage V and the flash energy E. In FIG. As shown in the figure, a substantially linear relationship is recognized between the voltage V applied to the flash lamp FL and the flash energy E of the flash light emitted from the flash lamp FL. For this reason, it is reasonable to perform linear approximation on both these parameters. The correlation acquisition unit 302 linearly approximates the relationship between the applied voltage V and the flash energy E as shown in FIG. 15 using a known method (for example, the least square method), and is expressed by the following equation (1). Get the relational expression. The acquired relational expression is stored in the storage unit (ROM 32, RAM 33 or magnetic disk 34) of the control unit 3.

Figure 0005483710
Figure 0005483710

式(1)において、a,bは線形近似によって得られる定数である。定数a,bは、フラッシュランプFLの特性、チャンバー6内の形状や反射率等の種々の因子によって規定される。また、フラッシュランプFLの発光波形が異なると、印加電圧VとフラッシュエネルギーEとの相関関係も異なるものとなる。このため、波形設定部305が異なる発光波形を設定した場合には、設定されたフラッシュランプFLの発光波形毎に、印加電圧Vとフラッシュ光のフラッシュエネルギーEとの相関関係を示す関係式を取得する。   In Expression (1), a and b are constants obtained by linear approximation. The constants a and b are defined by various factors such as the characteristics of the flash lamp FL, the shape in the chamber 6 and the reflectance. Further, when the light emission waveform of the flash lamp FL is different, the correlation between the applied voltage V and the flash energy E is also different. Therefore, when the waveform setting unit 305 sets a different light emission waveform, a relational expression indicating the correlation between the applied voltage V and the flash energy E of the flash light is obtained for each light emission waveform of the flash lamp FL that has been set. To do.

次に、処理対象となる半導体ウェハーWの反射光強度を測定する(ステップS3)。この測定は、処理対象となる半導体ウェハーWがアライメント部130に搬入され、回転テーブル133に載置されたときに実行される。具体的には、処理対象となる半導体ウェハーWが回転テーブル133に載置されたときに、測定光学系231から半導体ウェハーWの表面に光照射を行う。半導体ウェハーWの表面にて反射された反射光は、測定光学系231にて受光された後、分光器235によってスペクトル分解処理を受け、この処理結果として半導体ウェハーWの反射光強度の分光特性が制御部3に入力される。処理対象となる半導体ウェハーWの反射光強度の分光特性は制御部3の記憶部に格納される。   Next, the reflected light intensity of the semiconductor wafer W to be processed is measured (step S3). This measurement is performed when the semiconductor wafer W to be processed is loaded into the alignment unit 130 and placed on the rotary table 133. Specifically, when the semiconductor wafer W to be processed is placed on the turntable 133, the surface of the semiconductor wafer W is irradiated with light from the measurement optical system 231. The reflected light reflected from the surface of the semiconductor wafer W is received by the measurement optical system 231 and then subjected to spectral decomposition processing by the spectroscope 235. As a result of this processing, the spectral characteristic of the reflected light intensity of the semiconductor wafer W is obtained. Input to the control unit 3. The spectral characteristic of the reflected light intensity of the semiconductor wafer W to be processed is stored in the storage unit of the control unit 3.

一方、測定光学系231から光照射を行ったときの標準ウェハーの反射光強度の分光特性についても制御部3の記憶部に記憶されている。本実施形態においては、標準ウェハーとしてパターン形成のなされていない無地のベアウェハーを用いている。標準ウェハーの反射光強度については、何れかのタイミングにて実際にアライメント部130にて標準ウェハーの反射光強度を実測した結果を制御部3の記憶部に格納するようにしておけば良い。また、標準ウェハーがベアウェハーであれば、その反射光強度の分光特性は既知であり、そのデータを制御部3の記憶部に予め格納するようにしておいても良い。   On the other hand, the spectral characteristic of the reflected light intensity of the standard wafer when light is irradiated from the measurement optical system 231 is also stored in the storage unit of the control unit 3. In this embodiment, a plain bare wafer that is not patterned is used as the standard wafer. With respect to the reflected light intensity of the standard wafer, the result of actually measuring the reflected light intensity of the standard wafer by the alignment unit 130 at any timing may be stored in the storage unit of the control unit 3. If the standard wafer is a bare wafer, the spectral characteristic of the reflected light intensity is known, and the data may be stored in the storage unit of the control unit 3 in advance.

図16は、処理対象となる半導体ウェハーWおよび標準ウェハーの反射光強度の分光特性を示す図である。同図において、縦軸は反射光強度を示し、横軸は波数(波長の逆数)を示している。また、点線にて示しているのが標準ウェハーの反射光強度であり、一点鎖線にて示しているのが処理対象となる半導体ウェハーWの反射光強度である。図16において、実線にて示しているのは全反射する理想鏡の反射光強度である。この全反射の反射光強度は、反射率100%の理想鏡をアライメント部130に搬入して反射光強度を測定したきに得られるものであるが、そのような理想鏡は実際には存在しないため理論値(計算値)を用いており、投光器233の内蔵する光源(ハロゲンランプ)の発光強度の分光特性と一致する。   FIG. 16 is a diagram illustrating the spectral characteristics of the reflected light intensity of the semiconductor wafer W and the standard wafer to be processed. In the figure, the vertical axis indicates the reflected light intensity, and the horizontal axis indicates the wave number (the reciprocal of the wavelength). Also, the dotted line indicates the reflected light intensity of the standard wafer, and the dashed line indicates the reflected light intensity of the semiconductor wafer W to be processed. In FIG. 16, the solid line indicates the reflected light intensity of the ideal mirror that totally reflects. The total reflected light intensity is obtained when an ideal mirror having a reflectance of 100% is carried into the alignment unit 130 and the reflected light intensity is measured, but such an ideal mirror does not actually exist. Therefore, a theoretical value (calculated value) is used, which coincides with the spectral characteristic of the light emission intensity of the light source (halogen lamp) built in the projector 233.

これら処理対象となる半導体ウェハーWの反射光強度と標準ウェハーの反射光強度とから処理対象となる半導体ウェハーWの放射率に対する標準ウェハーの放射率の比率である放射率比εrを算定する(ステップS4)。放射率比εrの算定は制御部3の放射率比算定部303が次の式(2)に従って実行する。 An emissivity ratio ε r , which is a ratio of the emissivity of the standard wafer to the emissivity of the semiconductor wafer W to be processed, is calculated from the reflected light intensity of the semiconductor wafer W to be processed and the reflected light intensity of the standard wafer ( Step S4). The emissivity ratio ε r is calculated by the emissivity ratio calculating unit 303 of the control unit 3 according to the following equation (2).

Figure 0005483710
Figure 0005483710

式(2)において、εbは標準ウェハー(ベアウェハー)の放射率であり、εsampは処理対象となる半導体ウェハーWの放射率である。また、Icalは全反射の反射光強度であり、Istdは標準ウェハーの反射光強度であり、Isampは処理対象となる半導体ウェハーWの反射光強度である。また、kは図16の横軸に示す波数である。 In equation (2), ε b is the emissivity of the standard wafer (bare wafer), and ε samp is the emissivity of the semiconductor wafer W to be processed. Further, I cal is the reflected light intensity of the total reflection, I std is the reflected light intensity of the standard wafer, and I samp is the reflected light intensity of the semiconductor wafer W to be processed. K is the wave number shown on the horizontal axis of FIG.

図16において、反射光強度(I)を波数(k)にて積分した値は反射光の光エネルギーである。よって、図16の実線と点線とに挟まれた領域の面積は波数範囲1/800〜1/400(nm-1)において標準ウェハーが吸収した光エネルギーであり、実線と一点鎖線とに挟まれた領域の面積は同じ波数範囲において処理対象となる半導体ウェハーWが吸収した光エネルギーである。従って、式(2)においては、処理対象となる半導体ウェハーWが吸収した光エネルギーに対する標準ウェハーが吸収した光エネルギーの比率が、処理対象となる半導体ウェハーWの放射率εsampに対する標準ウェハーの放射率εbの比率である放射率比εrとして算定されることとなる。一般に、表面にパターンの形成されている処理対象半導体ウェハーWの放射率εsampの方がパターンの形成されていない標準ウェハーの放射率εbよりも大きく、放射率比εrは1よりも小さくなる。 In FIG. 16, the value obtained by integrating the reflected light intensity (I) with the wave number (k) is the light energy of the reflected light. Therefore, the area of the region sandwiched between the solid line and the dotted line in FIG. 16 is the light energy absorbed by the standard wafer in the wave number range of 1/800 to 1/400 (nm −1 ), and is sandwiched between the solid line and the alternate long and short dash line. The area of the region is the light energy absorbed by the semiconductor wafer W to be processed in the same wave number range. Therefore, in equation (2), the ratio of the light energy absorbed by the standard wafer to the light energy absorbed by the semiconductor wafer W to be processed is the radiation of the standard wafer with respect to the emissivity ε samp of the semiconductor wafer W to be processed. It is calculated as an emissivity ratio ε r that is a ratio of the rate ε b . In general, the emissivity ε samp of the processing target semiconductor wafer W having a pattern formed on the surface is larger than the emissivity ε b of a standard wafer on which no pattern is formed, and the emissivity ratio ε r is smaller than 1. Become.

放射率比算定部303が算定した標準ウェハーと処理対象となる半導体ウェハーWとの放射率比εrは制御部3の記憶部に格納される。なお、式(2)の算定において、反射光強度を積分する波数の範囲を1/800〜1/400(nm-1)、すなわち可視光域にしているのは、キセノンフラッシュランプFLの発光波長域が紫外域から赤外域にまでわたることおよびシリコンの半導体ウェハーWが赤外線を透過することを考慮し、キセノンフラッシュランプFLの発光波長域の範囲内であって半導体ウェハーWの加熱に寄与する波長域を選択したものである。 The emissivity ratio ε r between the standard wafer calculated by the emissivity ratio calculation unit 303 and the semiconductor wafer W to be processed is stored in the storage unit of the control unit 3. In the calculation of equation (2), the wave number range for integrating the reflected light intensity is 1/800 to 1/400 (nm −1 ), that is, the visible light range is the emission wavelength of the xenon flash lamp FL. Considering the fact that the wavelength range from the ultraviolet range to the infrared range and that the silicon semiconductor wafer W transmits infrared rays, the wavelength that is within the emission wavelength range of the xenon flash lamp FL and contributes to the heating of the semiconductor wafer W The area is selected.

次に、相関関係取得部302によってステップS2で取得されたフラッシュランプFLへの印加電圧Vとフラッシュ光のフラッシュエネルギーEとの相関関係を示す関係式および放射率比算定部303によってステップS4で算定された処理対象となる半導体ウェハーWに対する標準ウェハーの放射率比εrに基づいて、制御部3の印加電圧算定部304が処理対象となる半導体ウェハーWについての印加電圧を算定する(ステップS5)。 Next, the relational expression indicating the correlation between the voltage V applied to the flash lamp FL acquired by the correlation acquisition unit 302 in step S2 and the flash energy E of flash light and the emissivity ratio calculation unit 303 calculate in step S4. Based on the emissivity ratio ε r of the standard wafer with respect to the processed semiconductor wafer W, the applied voltage calculation unit 304 of the control unit 3 calculates the applied voltage for the semiconductor wafer W to be processed (step S5). .

フラッシュランプFLからフラッシュエネルギーEbにて標準ウェハーにフラッシュ光が照射されたときに標準ウェハーが吸収するのと等量のエネルギーを処理対象となる半導体ウェハーWに吸収させるためには、次の式(3)で求められるフラッシュエネルギーEsampにてフラッシュランプFLから処理対象半導体ウェハーWにフラッシュ光を照射する必要がある。 In order for the semiconductor wafer W to be processed to absorb the same amount of energy as the standard wafer absorbs when the flash light is irradiated from the flash lamp FL to the standard wafer with the flash energy E b , It is necessary to irradiate the semiconductor wafer W to be processed from the flash lamp FL with the flash energy E samp obtained in (3).

Figure 0005483710
Figure 0005483710

パターンが形成されている処理対象半導体ウェハーWの方がパターンが形成されていない標準ウェハーよりも吸収率が高い(つまり放射率が高い)ため、標準ウェハーと等量のフラッシュエネルギーを処理対象半導体ウェハーWに吸収させるためには、標準ウェハーよりも照射するフラッシュ光のフラッシュエネルギーを小さくする必要がある。具体的には、式(3)に示すように、標準ウェハーに照射するフラッシュ光のフラッシュエネルギーEbに放射率比εrを乗じて求められるフラッシュエネルギーEsampにてフラッシュ照射を行う必要がある。 Since the target semiconductor wafer W on which the pattern is formed has a higher absorption rate (that is, higher emissivity) than the standard wafer on which the pattern is not formed, the same amount of flash energy as the standard wafer is processed. In order to make W absorb, it is necessary to make the flash energy of the flash light irradiated smaller than that of the standard wafer. Specifically, as shown in Expression (3), it is necessary to perform flash irradiation with a flash energy E samp obtained by multiplying the flash energy E b of the flash light irradiated to the standard wafer by the emissivity ratio ε r. .

この式(3)と式(1)とから次の式(4)が導かれる。ここで、Vsampは処理対象となる半導体ウェハーWにフラッシュ光を照射するときのフラッシュランプFLに対する印加電圧である。また、Vbは標準ウェハーにフラッシュエネルギーEbのフラッシュ光を照射するときのフラッシュランプFLに対する印加電圧である。 From this equation (3) and equation (1), the following equation (4) is derived. Here, V samp is an applied voltage to the flash lamp FL when the semiconductor wafer W to be processed is irradiated with flash light. V b is an applied voltage to the flash lamp FL when the standard wafer is irradiated with flash light of flash energy E b .

Figure 0005483710
Figure 0005483710

印加電圧算定部304は、式(4)からフラッシュエネルギーEbにて標準ウェハーにフラッシュ光が照射されたときに標準ウェハーが吸収するのと等量のエネルギーを処理対象となる半導体ウェハーWに吸収させるのに必要なフラッシュランプFLに対する印加電圧Vsampを算定する。 The applied voltage calculation unit 304 absorbs an energy equivalent to that absorbed by the standard wafer when the standard wafer is irradiated with flash light with the flash energy Eb from the equation (4) into the semiconductor wafer W to be processed. The applied voltage V samp for the flash lamp FL required for the calculation is calculated.

標準ウェハーについては、フラッシュランプFLから照射すべきフラッシュ光の適切なフラッシュエネルギーの値が判明している。適切なフラッシュエネルギーの値とは、ウェハー割れが生じることなく注入された不純物の活性化が良好に行われるエネルギー値である。そのような標準ウェハーに照射すべきフラッシュ光の適切なフラッシュエネルギーの値をEbとおけば、適切なフラッシュ光照射がなされたときに標準ウェハーが吸収するのと等量のエネルギーを処理対象となる半導体ウェハーWに吸収させるのに必要なフラッシュランプFLに対する印加電圧Vsampを式(4)から算定することができる。すなわち、処理対象となる半導体ウェハーWに対して適切なフラッシュ加熱処理を行うことができる印加電圧Vsampを式(4)から算定することができるのである。なお、Vbについては標準ウェハーに対する適切なフラッシュエネルギーEbを式(1)に適用して求めるようにしても良いし、予め実験的に求めるようにしておいても良い。 For a standard wafer, the appropriate flash energy value of the flash light to be emitted from the flash lamp FL has been found. An appropriate flash energy value is an energy value at which activation of implanted impurities is favorably performed without causing wafer cracking. If an appropriate flash energy value of the flash light to be irradiated on such a standard wafer is set as E b , an energy equivalent to that absorbed by the standard wafer when the appropriate flash light irradiation is performed is treated. The applied voltage V samp to the flash lamp FL necessary for absorption by the semiconductor wafer W can be calculated from the equation (4). That is, the applied voltage V samp that can perform an appropriate flash heat treatment on the semiconductor wafer W to be processed can be calculated from the equation (4). V b may be obtained by applying an appropriate flash energy E b for the standard wafer to the equation (1), or may be obtained experimentally in advance.

以上のようにして、処理対象となる半導体ウェハーWに適切なフラッシュ加熱処理を行うことができる印加電圧Vsampを印加電圧算定部304が算定した後、フラッシュ加熱部160ではその算定された印加電圧Vsampにて実際にフラッシュランプFLから半導体ウェハーWに対してフラッシュ光を照射する(ステップS6)。 As described above, after the applied voltage calculation unit 304 calculates the applied voltage V samp that can perform an appropriate flash heating process on the semiconductor wafer W to be processed, the flash heating unit 160 calculates the applied voltage thus calculated. The semiconductor wafer W is actually irradiated with flash light from the flash lamp FL at V samp (step S6).

<2−4.フラッシュ加熱部での処理>
次に、フラッシュ加熱部160における半導体ウェハーWの処理動作について説明する。まず、保持部7が図7に示す処理位置から図3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にフラッシュ光照射が行われるときの保持部7の位置であり、図7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3に示す保持部7のチャンバー6内における位置である。フラッシュ加熱部160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3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。
<2-4. Processing in flash heating section>
Next, the processing operation of the semiconductor wafer W in the flash heating unit 160 will be described. First, the holding unit 7 is lowered from the processing position shown in FIG. 7 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 flash 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 in the chamber 6 of the holding unit 7 shown in FIG. The reference position of the holding unit 7 in the flash heating unit 160 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 when the processing is started. As shown in FIG. 3, when the holding unit 7 is lowered to the delivery position, the holding unit 7 comes close to the chamber bottom 62, and the tip of the support pin 70 penetrates the holding unit 7 and protrudes above the holding unit 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、搬送ロボット150が処理対象となる半導体ウェハーWを保持する搬送アーム151aを搬送開口部66からチャンバー6内に進入させる。搬送ロボット150は、3本の支持ピン70の上方にまで搬送アーム151aを進出させた後、搬送アーム151aを若干下降させる。このときに、搬送アーム151aに保持されていた半導体ウェハーWは3本の支持ピン70に受け渡される。   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 transfer robot 150 causes the transfer arm 151 a holding the semiconductor wafer W to be processed to enter the chamber 6 from the transfer opening 66. The transfer robot 150 advances the transfer arm 151a to above the three support pins 70, and then slightly lowers the transfer arm 151a. At this time, the semiconductor wafer W held on the transfer arm 151 a is transferred to the three support pins 70.

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4中に示す矢印AR4の方向へと流れ、図3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 through 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内に搬入されて3本の支持ピン70に載置されると、搬送ロボット150が搬送アーム151aをチャンバー6から退出させる。そして、ゲートバルブ185により搬送開口部66が閉鎖された後、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 and placed on the three support pins 70, the transfer robot 150 moves the transfer arm 151 a out of the chamber 6. Then, after 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700℃程度、好ましくは350℃ないし600℃程度とされる(本実施の形態では500℃)。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 700 ° C., preferably about 350 ° C. to 600 ° C. (500 ° C. in the present embodiment) at which impurities added to the semiconductor wafer W do not 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、保持部7が処理位置に位置したまま制御部3の制御によりランプハウス5のフラッシュランプFLから半導体ウェハーWへ向けてフラッシュ光が照射される。フラッシュランプFLからのフラッシュ光照射を行うに際しては、上述のようにして印加電圧算定部304によって算定された印加電圧Vsampにて予め電源ユニット95がコンデンサ93を充電しておく。また、波形設定部305が設定するフラッシュランプFLの発光波形は、印加電圧Vsampを算定するに際して印加電圧VとフラッシュエネルギーEとの相関関係を示す関係式(1)を取得するときに用いた発光波形と同じにしておく。 After the preheating time of about 60 seconds elapses, flash light is irradiated from the flash lamp FL of the lamp house 5 toward the semiconductor wafer W under the control of the control unit 3 while the holding unit 7 is positioned at the processing position. When performing flash light irradiation from the flash lamp FL, the power supply unit 95 precharges the capacitor 93 with the applied voltage V samp calculated by the applied voltage calculating unit 304 as described above. The light emission waveform of the flash lamp FL set by the waveform setting unit 305 was used to obtain the relational expression (1) indicating the correlation between the applied voltage V and the flash energy E when calculating the applied voltage V samp . Keep the same as the emission waveform.

コンデンサ93が印加電圧Vsampにて充電された状態にてIGBT制御部98がIGBT96のゲートにパルス信号を出力し、かつ、それと同期してトリガー電極91に高電圧が印加されると、コンデンサ93に蓄積された電荷がフラッシュランプFLのガラス管92内の両端電極間で電流として流れ始め、フラッシュランプFLからのフラッシュ光照射が実行される。このとき、フラッシュランプFLから放射されるフラッシュ光の一部は直接にチャンバー6内の保持部7へと向かい、他の一部は一旦リフレクタ52により反射されてからチャンバー6内へと向かい、これらのフラッシュ光の照射により半導体ウェハーWのフラッシュ加熱が行われる。 When the capacitor 93 is charged with the applied voltage V samp and the IGBT control unit 98 outputs a pulse signal to the gate of the IGBT 96 and a high voltage is applied to the trigger electrode 91 in synchronization therewith, the capacitor 93 The electric charge accumulated in the flash lamp FL starts to flow as a current between both end electrodes in the glass tube 92 of the flash lamp FL, and the flash light irradiation from the flash lamp FL is executed. At this time, a part of the flash light emitted from the flash lamp FL goes directly to the holding part 7 in the chamber 6, and the other part is once reflected by the reflector 52 and then goes into the chamber 6. Flash heating of the semiconductor wafer W is performed by irradiation of the flash light.

印加電圧Vsampは、適切なフラッシュ加熱処理がなされた標準ウェハーが吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象となる半導体ウェハーWに吸収させるのに必要な印加電圧として算定されたものである。すなわち、印加電圧Vsampは、処理対象となる半導体ウェハーWに適切なフラッシュ加熱処理を行うことができるように算定されたものである。従って、印加電圧Vsampにて充電したコンデンサ93からフラッシュランプFLに電力供給を行い、かつ、印加電圧Vsampを算定するに際して用いた発光波形と同じ発光波形にてフラッシュランプFLを発光させれば、処理対象となる半導体ウェハーWにフラッシュランプFLから適切なフラッシュエネルギーのフラッシュ光を照射することができる。このようなフラッシュランプFLからのフラッシュ光照射によりフラッシュ加熱される半導体ウェハーWの表面温度は瞬間的に1000℃以上の処理温度T2まで上昇し、半導体ウェハーWに添加された不純物が活性化された後、表面温度が急速に下降する。 The applied voltage V samp is calculated as an applied voltage necessary for the semiconductor wafer W to be processed to absorb the same amount of flash energy as that absorbed by a standard wafer that has been subjected to appropriate flash heat treatment. . That is, the applied voltage V samp is calculated so that an appropriate flash heat treatment can be performed on the semiconductor wafer W to be processed. Accordingly, if power is supplied to the flash lamp FL from the capacitor 93 charged with the applied voltage V samp and the flash lamp FL is caused to emit light with the same light emission waveform as that used when calculating the applied voltage V samp. The semiconductor wafer W to be processed can be irradiated with flash light of appropriate flash energy from the flash lamp FL. The surface temperature of the semiconductor wafer W flash-heated by flash light irradiation from the flash lamp FL instantaneously rises to a processing temperature T2 of 1000 ° C. or more, and the impurities added to the semiconductor wafer W are activated. Later, the surface temperature drops rapidly.

フラッシュ加熱が終了し、処理位置における約10秒間の待機の後、保持部7が保持部昇降機構4により再び図3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、搬送ロボット150が搬送アーム151bを搬送開口部66からチャンバー6内に進入させる。搬送ロボット150は、3本の支持ピン70によって支持される半導体ウェハーWの下方にまで搬送アーム151bを進出させた後、搬送アーム151bを上昇させる。これにより、支持ピン70に載置されていた半導体ウェハーWは搬送アーム151bに受け渡される。その後、搬送ロボット150は、フラッシュ加熱処理後の半導体ウェハーWを支持した搬送アーム151bをチャンバー6から退出させる。   After the flash heating is finished and the standby for about 10 seconds at the processing position, the holding unit 7 is lowered again to the delivery position shown in FIG. 3 by the holding unit lifting mechanism 4, and the semiconductor wafer W is transferred from the holding unit 7 to the support pins 70. Is passed. Subsequently, the transfer opening 66 closed by the gate valve 185 is opened, and the transfer robot 150 causes the transfer arm 151 b to enter the chamber 6 through the transfer opening 66. The transfer robot 150 advances the transfer arm 151b to below the semiconductor wafer W supported by the three support pins 70, and then raises the transfer arm 151b. As a result, the semiconductor wafer W placed on the support pins 70 is transferred to the transfer arm 151b. Thereafter, the transfer robot 150 causes the transfer arm 151 b that supports the semiconductor wafer W after the flash heat treatment to leave the chamber 6.

既述のように、フラッシュ加熱部160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 flash heating unit 160, and the supply amount is about 30 liters / second 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.

<3.本実施の形態の熱処理装置における利点>
本実施の形態においては、まず、複数の印加電圧にてフラッシュランプFLを発光させ、それら複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプFLから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定している。次に、その測定結果に基づいてフラッシュランプFLへの印加電圧とフラッシュランプFLから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得している。また、処理対象となる半導体ウェハーWの反射光強度を測定し、その値と標準ウェハーの反射光強度とから標準ウェハーの放射率と処理対象半導体ウェハーWの放射率との放射率比を算定する。そして、印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および標準ウェハーと処理対象半導体ウェハーWとの放射率比に基づいて、標準ウェハーが吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象半導体ウェハーWに吸収させるのに必要な印加電圧を算定している。なお、フラッシュランプFLにはコンデンサ93から電力供給を行っており、フラッシュランプFLに対する印加電圧とはフラッシュランプFLに電力供給を行うコンデンサ93への印加電圧(充電電圧)と同じである。
<3. Advantages of heat treatment apparatus of the present embodiment>
In the present embodiment, first, the flash lamp FL is caused to emit light at a plurality of applied voltages, and the flash energy of the flash light emitted from the flash lamp FL is measured for each of the applied voltages. Next, a relational expression indicating the correlation between the voltage applied to the flash lamp FL and the flash energy of the flash light emitted from the flash lamp FL is acquired based on the measurement result. Further, the reflected light intensity of the semiconductor wafer W to be processed is measured, and the emissivity ratio between the emissivity of the standard wafer and the emissivity of the semiconductor wafer W to be processed is calculated from the value and the reflected light intensity of the standard wafer. . Then, based on the relational expression indicating the correlation between the applied voltage and the flash energy and the emissivity ratio between the standard wafer and the processing target semiconductor wafer W, the processing target semiconductor wafer absorbs the same amount of flash energy as the standard wafer absorbs. The applied voltage required for W to absorb is calculated. The flash lamp FL is supplied with power from the capacitor 93, and the voltage applied to the flash lamp FL is the same as the voltage (charge voltage) applied to the capacitor 93 that supplies power to the flash lamp FL.

このようにすれば、従来のようにチャンバー6内を開放してカロリーメータを設置しての測定が不要となり、標準ウェハーが吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象となる半導体ウェハーWに吸収させるのに必要なフラッシュランプFLに対する印加電圧を簡易に設定することができる。よって、フラッシュランプFLに対する印加電圧の設定に際してチャンバー6内が汚染される懸念は無い。そして、適切なフラッシュ加熱処理がなされた標準ウェハーが吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象半導体ウェハーWに吸収させるのに必要な印加電圧を算定し、その印加電圧にてコンデンサ93を充電すれば、処理対象となる半導体ウェハーWに適切なフラッシュ加熱処理を実行することができる。   In this way, it is not necessary to open the chamber 6 and install a calorimeter as in the conventional case, and the flash energy equivalent to that absorbed by the standard wafer is applied to the semiconductor wafer W to be processed. The voltage applied to the flash lamp FL necessary for absorption can be easily set. Therefore, there is no concern that the inside of the chamber 6 is contaminated when setting the voltage applied to the flash lamp FL. Then, it calculates the applied voltage necessary for the semiconductor wafer W to be processed to absorb the same amount of flash energy as that absorbed by a standard wafer that has been subjected to appropriate flash heat treatment, and charges the capacitor 93 with the applied voltage. Then, it is possible to execute an appropriate flash heating process on the semiconductor wafer W to be processed.

特に、本実施形態では入力部36からの入力内容に基づいて制御部3の波形設定部305がフラッシュランプFLの発光波形を自由に設定できるのであるが、新たな発光波形を設定した場合であっても上記の手法によって発光波形毎に簡易にフラッシュランプFLに対する印加電圧を設定することができる。すなわち、新たな発光波形を設定する度にチャンバー6内を開放してカロリーメータを設置する必要が無くなるため、発光波形を変更した際のフラッシュランプFLに対する印加電圧の設定作業の負担が極めて軽いものとなる。   In particular, in this embodiment, the waveform setting unit 305 of the control unit 3 can freely set the light emission waveform of the flash lamp FL based on the input content from the input unit 36, but this is the case when a new light emission waveform is set. However, the voltage applied to the flash lamp FL can be easily set for each light emission waveform by the above method. That is, since it is not necessary to open the chamber 6 and install a calorimeter every time a new light emission waveform is set, the burden of setting the applied voltage to the flash lamp FL when the light emission waveform is changed is extremely light. It becomes.

また、新たな処理対象となる半導体ウェハーWがアライメント部130に搬入される都度、その半導体ウェハーWの反射光強度を測定し、標準ウェハーと半導体ウェハーWとの放射率比εrを算定するようにしても良い。この場合、印加電圧算定部304は処理対象となる半導体ウェハーW毎に印加電圧を設定することとなる。このようにすれば、処理対象となる半導体ウェハーWの放射率が異なるような場合であっても、その放射率に応じて適切な印加電圧を設定することができる。 In addition, every time a semiconductor wafer W to be processed is carried into the alignment unit 130, the reflected light intensity of the semiconductor wafer W is measured, and the emissivity ratio ε r between the standard wafer and the semiconductor wafer W is calculated. Anyway. In this case, the applied voltage calculation unit 304 sets the applied voltage for each semiconductor wafer W to be processed. In this way, even if the emissivity of the semiconductor wafer W to be processed is different, an appropriate applied voltage can be set according to the emissivity.

また、本実施形態においては、フラッシュランプFLの発光波長域の範囲内である400nm〜800nmにて式(2)により標準ウェハーと処理対象となる半導体ウェハーWとの放射率比εrを算定している。このため、放射率比εrはフラッシュランプFLの発光に適したものとなり、フラッシュランプFLに対する印加電圧の算定精度を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the emissivity ratio ε r between the standard wafer and the semiconductor wafer W to be processed is calculated by Equation (2) at 400 nm to 800 nm that is within the emission wavelength range of the flash lamp FL. ing. For this reason, the emissivity ratio ε r becomes suitable for the light emission of the flash lamp FL, and the calculation accuracy of the voltage applied to the flash lamp FL can be improved.

<4.変形例>
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、相関関係取得部302が印加電圧VとフラッシュエネルギーEとの関係を線形近似していたが、これに限定されるものではなく、二次関数以上の高次関数にて近似して相関関係を示す関係式を取得するようにしても良い。
<4. Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the correlation acquisition unit 302 linearly approximates the relationship between the applied voltage V and the flash energy E. However, the present invention is not limited to this, and a higher-order function that is a quadratic function or higher is used. The relational expression indicating the correlation may be acquired by approximation.

また、放射率比εrを算定する式(2)における反射光強度は光源をハロゲンランプとしたものであったため、式(2)にさらにフラッシュランプFLの分光分布特性を考慮した重み付け補正を行うようにしても良い。具体的には、フラッシュランプFLの分光分布においてより強度の強い波長での反射光強度により大きな係数を乗ずるようにする。 Further, since the reflected light intensity in the equation (2) for calculating the emissivity ratio ε r is that of a halogen lamp as the light source, weighting correction is further performed in consideration of the spectral distribution characteristics of the flash lamp FL in the equation (2). You may do it. Specifically, the reflected light intensity at a stronger wavelength is multiplied by a larger coefficient in the spectral distribution of the flash lamp FL.

また、上記実施形態においては、標準ウェハーとしてパターン形成のなされていない無地のベアウェハーを用いていたが、これに代えて反射光強度の分光特性が既知である他の種類のウェハーを用いるようにしても良い。例えば、標準ウェハーとしてベアウェハーにイオン注入法によって不純物を注入したブランケットウェハーを用いるようにしても良い。   Further, in the above embodiment, a plain bare wafer that is not patterned is used as a standard wafer, but instead of this, another type of wafer having a known spectral characteristic of reflected light intensity is used. Also good. For example, a blanket wafer obtained by implanting impurities into a bare wafer by an ion implantation method may be used as a standard wafer.

また、IGBT96のゲートに出力するパルス信号の波形の設定は、入力部36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36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100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 output to the gate of the IGBT 96 is not limited to inputting parameters such as the pulse width from the input unit 36 one by one. For example, the operator directly displays the waveform from the input unit 36 graphically. May be inputted, or a waveform previously set and stored in a storage unit such as a magnetic disk may be read out, or may be downloaded from the outside of the heat treatment apparatus 100. .

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、IGBT96に代えて、ゲートに入力された信号レベルに応じて回路をオンオフできる他のトランジスタを用いるようにしても良い。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)サイリスタを採用するのが好ましい。   Further, instead of the IGBT 96, another transistor that can turn on and off the circuit according to the signal level input to the gate may be used. 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.

また、上記実施形態においては、ホットプレート71に載置することによって半導体ウェハーWを予備加熱するようにしていたが、予備加熱の手法はこれに限定されるものではなく、ハロゲンランプを設けて光照射によって半導体ウェハーWを予備加熱温度T1にまで予備加熱するようにしても良い。   In the above embodiment, the semiconductor wafer W is preheated by placing it on the hot plate 71. However, the preheating method is not limited to this, and a halogen lamp is provided to provide light. The semiconductor wafer W may be preheated to the preheating temperature T1 by irradiation.

また、搬送ロボット150の上側の搬送アーム151aを未処理の半導体ウェハーWを保持する専用のアームとして設計し、下側の搬送アーム151bを処理済の半導体ウェハーWを保持する専用のアームとして設計することにより、搬送ロボット150の小型化、および搬送の信頼性の向上を図ることができる。   Also, the upper transfer arm 151a of the transfer robot 150 is designed as a dedicated arm for holding the unprocessed semiconductor wafer W, and the lower transfer arm 151b is designed as a dedicated arm for holding the processed semiconductor wafer W. Thus, the transport robot 150 can be reduced in size and transport reliability can be improved.

また、光学測定ユニット230はアライメント部130に設置することに限定されず、インデクサ部101からフラッシュ加熱部160に半導体ウェハーWを搬送する経路上のいずれかの位置に設置するようにすれば良い。   The optical measurement unit 230 is not limited to being installed in the alignment unit 130, and may be installed at any position on the path for transporting the semiconductor wafer W from the indexer unit 101 to the flash heating unit 160.

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や太陽電池用の基板であっても良い。また、本発明に係る技術は、金属とシリコンとの接合、或いはポリシリコンの結晶化に適用するようにしても良い。   Further, 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 or a solar cell substrate used for a liquid crystal display device or the like. Further, the technique according to the present invention may be applied to bonding of metal and silicon or crystallization of polysilicon.

2 光測定部
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
24 カロリーメータ
31 CPU
36 入力部
93 コンデンサ
95 電源ユニット
96 IGBT
98 IGBT制御部
100 熱処理装置
101 インデクサ部
130 アライメント部
132 ウェハ保持部
133 回転テーブル
140 冷却部
150 搬送ロボット
160 フラッシュ加熱部
170 搬送室
230 光学測定ユニット
231 測定光学系
233 投光器
235 分光器
301 エネルギー測定部
302 相関関係取得部
303 放射率比算定部
304 印加電圧算定部
305 波形設定部
FL フラッシュランプ
W 半導体ウェハー
2 Light Measurement Unit 3 Control Unit 4 Holding Unit Lifting Mechanism 5 Lamp House 6 Chamber 7 Holding Unit 24 Calorimeter 31 CPU
36 Input Unit 93 Capacitor 95 Power Supply Unit 96 IGBT
98 IGBT Control Unit 100 Heat Treatment Device 101 Indexer Unit 130 Alignment Unit 132 Wafer Holding Unit 133 Rotating Table 140 Cooling Unit 150 Transfer Robot 160 Flash Heating Unit 170 Transfer Chamber 230 Optical Measurement Unit 231 Measurement Optical System 233 Projector 235 Spectroscope 301 Energy Measurement Unit 302 Correlation Acquisition Unit 303 Emissivity Ratio Calculation Unit 304 Applied Voltage Calculation Unit 305 Waveform Setting Unit FL Flash Lamp W Semiconductor Wafer

Claims (7)

基板にフラッシュ光を照射して加熱するフラッシュランプに対する印加電圧を設定する印加電圧設定方法であって、
複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させ、前記複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定するエネルギー測定工程と、
前記エネルギー測定工程にて得られた測定結果に基づいてフラッシュランプへの印加電圧とフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得する相関関係取得工程と、
処理対象基板の反射光強度を測定し、標準基板の放射率と処理対象基板の放射率との放射率比を算定する放射率比算定工程と、
前記相関関係取得工程にて取得された印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および前記放射率比算定工程にて算定された標準基板と処理対象基板との放射率比に基づいて、標準基板が吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象基板に吸収させるのに必要な印加電圧を算定する印加電圧算定工程と、
を備え
前記エネルギー測定工程は、フラッシュランプの発光波形毎に複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させてフラッシュエネルギーを測定し、
前記相関関係取得工程は、フラッシュランプの発光波形毎に印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得することを特徴とする印加電圧設定方法。
An applied voltage setting method for setting an applied voltage to a flash lamp that irradiates and heats a substrate with flash light,
An energy measuring step of causing the flash lamp to emit light at a plurality of applied voltages and measuring flash energy of flash light emitted from the flash lamp for each of the plurality of applied voltages;
A correlation acquisition step of acquiring a relational expression indicating a correlation between the voltage applied to the flash lamp and the flash energy of the flash light irradiated from the flash lamp based on the measurement result obtained in the energy measurement step;
An emissivity ratio calculating step of measuring the reflected light intensity of the substrate to be processed and calculating an emissivity ratio between the emissivity of the standard substrate and the emissivity of the substrate to be processed;
Based on the relational expression showing the correlation between the applied voltage and flash energy acquired in the correlation acquisition step and the emissivity ratio between the standard substrate and the substrate to be processed calculated in the emissivity ratio calculation step, An applied voltage calculating step for calculating an applied voltage required for the substrate to be processed to absorb the same amount of flash energy as the standard substrate absorbs;
Equipped with a,
The energy measuring step measures the flash energy by causing the flash lamp to emit light at a plurality of applied voltages for each emission waveform of the flash lamp,
The correlation acquisition step acquires a relational expression indicating a correlation between an applied voltage and flash energy for each light emission waveform of a flash lamp .
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方法であって、  A heat treatment method for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light,
フラッシュランプの発光波形を設定する波形設定工程と、  A waveform setting process for setting the emission waveform of the flash lamp;
複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させ、前記複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定するエネルギー測定工程と、  An energy measuring step of causing the flash lamp to emit light at a plurality of applied voltages and measuring flash energy of flash light emitted from the flash lamp for each of the plurality of applied voltages;
前記エネルギー測定工程にて得られた測定結果に基づいてフラッシュランプへの印加電圧とフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得する相関関係取得工程と、  A correlation acquisition step of acquiring a relational expression indicating a correlation between the voltage applied to the flash lamp and the flash energy of the flash light irradiated from the flash lamp based on the measurement result obtained in the energy measurement step;
処理対象基板の反射光強度を測定し、標準基板の放射率と処理対象基板の放射率との放射率比を算定する放射率比算定工程と、  An emissivity ratio calculating step of measuring the reflected light intensity of the substrate to be processed and calculating an emissivity ratio between the emissivity of the standard substrate and the emissivity of the substrate to be processed;
前記相関関係取得工程にて取得された印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および前記放射率比算定工程にて算定された標準基板と処理対象基板との放射率比に基づいて、標準基板が吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象基板に吸収させるのに必要な印加電圧を算定する印加電圧算定工程と、  Based on the relational expression showing the correlation between the applied voltage and flash energy acquired in the correlation acquisition step and the emissivity ratio between the standard substrate and the substrate to be processed calculated in the emissivity ratio calculation step, An applied voltage calculating step for calculating an applied voltage required for the substrate to be processed to absorb the same amount of flash energy as the standard substrate absorbs;
前記印加電圧算定工程にて算定された印加電圧にてコンデンサを充電し、当該コンデンサからフラッシュランプに電力供給を行って処理対象基板にフラッシュ光を照射するフラッシュ光照射工程と、  A flash light irradiation step of charging a capacitor with the applied voltage calculated in the applied voltage calculation step, supplying power to the flash lamp from the capacitor and irradiating the processing target substrate with flash light,
を備え、With
前記エネルギー測定工程は、前記波形設定工程にて設定されたフラッシュランプの発光波形毎に複数の印加電圧にてフラッシュランプを発光させてフラッシュエネルギーを測定し、  The energy measuring step measures the flash energy by causing the flash lamp to emit light at a plurality of applied voltages for each emission waveform of the flash lamp set in the waveform setting step,
前記相関関係取得工程は、フラッシュランプの発光波形毎に印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得することを特徴とする熱処理方法。  The correlation obtaining step obtains a relational expression indicating a correlation between an applied voltage and flash energy for each light emission waveform of a flash lamp.
請求項2に記載の熱処理方法において、  The heat treatment method according to claim 2,
処理対象基板毎に前記放射率比算定工程および前記印加電圧算定工程を実行することを特徴とする熱処理方法。  A heat treatment method, wherein the emissivity ratio calculation step and the applied voltage calculation step are executed for each substrate to be processed.
請求項2または請求項3に記載の熱処理方法において、  In the heat processing method of Claim 2 or Claim 3,
前記放射率比算定工程は、フラッシュランプの発光波長域の範囲内にて標準基板と処理対象基板との放射率比を算定することを特徴とする熱処理方法。  The emissivity ratio calculating step calculates an emissivity ratio between a standard substrate and a substrate to be processed within a light emission wavelength range of a flash lamp.
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 the substrate with flash light,
基板を保持する保持手段と、  Holding means for holding the substrate;
前記保持手段に保持された基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、  A flash lamp for irradiating flash light onto the substrate held by the holding means;
フラッシュランプに電力供給を行うコンデンサと、  A capacitor for supplying power to the flash lamp;
複数の印加電圧にて充電されたコンデンサからの電力供給によってフラッシュランプが発光したときに、前記複数の印加電圧のそれぞれについてフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーを測定するエネルギー測定手段と、  Energy measuring means for measuring flash energy of flash light emitted from the flash lamp for each of the plurality of applied voltages when the flash lamp emits light by power supply from a capacitor charged with a plurality of applied voltages;
前記エネルギー測定手段によって得られた測定結果に基づいてフラッシュランプへの印加電圧とフラッシュランプから照射されるフラッシュ光のフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得する相関関係取得手段と、  Correlation acquiring means for acquiring a relational expression indicating a correlation between an applied voltage to the flash lamp and flash energy of flash light emitted from the flash lamp based on a measurement result obtained by the energy measuring means;
処理対象基板の反射光強度を測定する反射光強度測定手段と、  Reflected light intensity measuring means for measuring the reflected light intensity of the substrate to be processed;
前記反射光強度測定手段によって得られた測定結果に基づいて標準基板の放射率と処理対象基板の放射率との放射率比を算定する放射率比算定手段と、  An emissivity ratio calculating means for calculating an emissivity ratio between the emissivity of the standard substrate and the emissivity of the substrate to be processed based on the measurement result obtained by the reflected light intensity measuring means;
前記相関関係取得手段によって取得された印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式および前記放射率比算定手段によって算定された標準基板と処理対象基板との放射率比に基づいて、標準基板が吸収するのと等量のフラッシュエネルギーを処理対象基板に吸収させるのに必要な印加電圧を算定する印加電圧算定手段と、  Based on the relational expression indicating the correlation between the applied voltage acquired by the correlation acquisition means and the flash energy and the emissivity ratio between the standard substrate calculated by the emissivity ratio calculation means and the substrate to be processed, An applied voltage calculating means for calculating an applied voltage required to cause the substrate to be processed to absorb the same amount of flash energy as that absorbed by
前記印加電圧算定手段によって算定された印加電圧にてコンデンサを充電し、当該コンデンサからフラッシュランプに電力供給を行わせて前記保持手段に保持された処理対象基板にフラッシュ光を照射させる制御手段と、  Control means for charging the capacitor with the applied voltage calculated by the applied voltage calculating means, and supplying the flash lamp with power from the capacitor to irradiate the processing target substrate held in the holding means with flash light;
フラッシュランプの発光波形を設定する波形設定手段と、  Waveform setting means for setting the emission waveform of the flash lamp;
を備え、With
前記エネルギー測定手段は、前記波形設定手段にて設定されたフラッシュランプの発光波形毎に、複数の印加電圧にて充電されたコンデンサによりフラッシュランプが発光したときのフラッシュエネルギーを測定し、  The energy measuring means measures the flash energy when the flash lamp emits light by a capacitor charged with a plurality of applied voltages for each light emission waveform of the flash lamp set by the waveform setting means,
前記相関関係取得手段は、フラッシュランプの発光波形毎に印加電圧とフラッシュエネルギーとの相関関係を示す関係式を取得することを特徴とする熱処理装置。  The said correlation acquisition means acquires the relational expression which shows the correlation of an applied voltage and flash energy for every light emission waveform of a flash lamp, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項5に記載の熱処理装置において、  The heat treatment apparatus according to claim 5,
前記反射光強度測定手段は、処理対象基板毎に反射光強度を測定することを特徴とする熱処理装置。  The reflected light intensity measuring means measures the reflected light intensity for each substrate to be processed.
請求項5または請求項6に記載の熱処理装置において、  In the heat treatment apparatus according to claim 5 or 6,
前記放射率比算定手段は、フラッシュランプの発光波長域の範囲内にて標準基板と処理対象基板との放射率比を算定することを特徴とする熱処理装置。  The emissivity ratio calculating means calculates the emissivity ratio between the standard substrate and the substrate to be processed within the range of the emission wavelength range of the flash lamp.
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