JP5497992B2 - Heat treatment equipment - Google Patents

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Description

この発明は、半導体ウェハーや液晶表示装置用ガラス基板等（以下、単に「基板」と称する）に光を照射することにより該基板を熱処理する熱処理装置、特に閃光を照射して基板を瞬間的に加熱する熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat-treating a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device or the like (hereinafter simply referred to as “substrate”), particularly a heat treatment apparatus for heat-treating the substrate. The present invention relates to a heat treatment apparatus for heating.

従来より、イオン注入後の基板のイオン活性化工程においては、ハロゲンランプを使用したランプアニール装置が一般的に使用されていた。このようなランプアニール装置においては、基板を、例えば、１０００℃ないし１１００℃程度の温度に加熱（アニール）することにより、基板のイオン活性化を実行している。そして、このような熱処理装置においては、ハロゲンランプより照射される光のエネルギーを利用することにより、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する構成となっている。   Conventionally, a lamp annealing apparatus using a halogen lamp has been generally used in an ion activation process of a substrate after ion implantation. In such a lamp annealing apparatus, ion activation of the substrate is performed by heating (annealing) the substrate to a temperature of about 1000 ° C. to 1100 ° C., for example. In such a heat treatment apparatus, the temperature of the substrate is raised at a rate of several hundred degrees per second by using the energy of light irradiated from the halogen lamp.

一方、近年、半導体デバイスの高集積化が進展し、ゲート長が短くなるにつれて接合深さも浅くすることが望まれている。しかしながら、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する上記ランプアニール装置を使用して基板のイオン活性化を実行した場合においても、基板に打ち込まれたボロンやリン等のイオンが熱によって深く拡散するという現象が生ずることが判明した。このような現象が発生した場合においては、接合深さが要求よりも深くなり過ぎ、良好なデバイス形成に支障が生じることが懸念される。   On the other hand, in recent years, as semiconductor devices have been highly integrated, it is desired to reduce the junction depth as the gate length becomes shorter. However, even when ion activation of the substrate is performed using the above-mentioned lamp annealing apparatus that heats the substrate at a rate of several hundred degrees per second, ions such as boron and phosphorus implanted into the substrate are diffused deeply by heat. It has been found that a phenomenon occurs. When such a phenomenon occurs, there is a concern that the junction depth becomes deeper than required, which hinders good device formation.

このため、キセノンフラッシュランプ等を使用して基板の表面に閃光を照射することにより、イオンが注入された基板の表面のみを極めて短時間（数ミリセカンド以下）に昇温させる技術が提案されている。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、シリコンの基板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基板に閃光を照射したときには、透過光が少なく基板を急速に昇温することが可能である。また、数ミリセカンド以下の極めて短時間の閃光照射であれば、基板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、キセノンフラッシュランプによる極短時間の昇温であれば、イオンを深く拡散させることなく、イオン活性化のみを実行することができるのである。このようなキセノンフラッシュランプを使用した熱処理装置の構成例は、例えば特許文献１に記載されている。   Therefore, a technique has been proposed in which only the surface of the substrate into which ions are implanted is heated in an extremely short time (several milliseconds or less) by irradiating the surface of the substrate with flash light using a xenon flash lamp or the like. Yes. 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 the silicon substrate. Therefore, when the substrate is irradiated with flash light from the xenon flash lamp, the substrate can be rapidly heated with little transmitted light. It has also been found that if the flash irradiation is performed for a very short time of several milliseconds or less, only the vicinity of the surface of the substrate can be selectively heated. For this reason, if the temperature is raised for a very short time by a xenon flash lamp, only the ion activation can be performed without diffusing ions deeply. A configuration example of a heat treatment apparatus using such a xenon flash lamp is described in Patent Document 1, for example.

特開２００４−１４０３１８号公報JP 2004-140318 A

キセノンフラッシュランプを使用した熱処理装置において、複数のキセノンフラッシュランプを列設した領域は、基板の面積よりもかなり大きいのであるが、それにもかかわらず基板の周縁部における照度はそれよりも内側部における照度と比較すると多少低下することとなっていた。特に、φ３００mmの大径基板では、ウェハー周縁部における照度低下の程度が大きく、面内照度分布は良くなかった。また、ウェハーの径方向に沿った温度分布の不均一のみならず、同一半径の周方向に沿った温度分布の不均一も存在することが判明している。具体的には、基板の周縁部の一部のみにコールドスポットと称される低温領域が生じることがあった。   In a heat treatment apparatus using a xenon flash lamp, the area where a plurality of xenon flash lamps are arranged is considerably larger than the area of the substrate, but the illuminance at the peripheral edge of the substrate is nevertheless on the inner side. Compared to the illuminance, it was expected to decrease somewhat. In particular, with a large-diameter substrate having a diameter of 300 mm, the degree of decrease in illuminance at the periphery of the wafer was large, and the in-plane illuminance distribution was not good. Further, it has been found that there is not only nonuniform temperature distribution along the radial direction of the wafer but also nonuniform temperature distribution along the circumferential direction of the same radius. Specifically, a low temperature region called a cold spot may occur only in a part of the peripheral edge of the substrate.

また、キセノンフラッシュランプによるフラッシュ加熱を行う前には、ホットプレートやハロゲンランプ等を使用して基板の予備加熱が行われる。ホットプレートは、安全かつある程度は均一に基板を昇温できるという利点があるものの、昇温可能な温度に限界があるため、適用範囲に限界がある。一方、ハロゲンランプを使用すれば６００度以上の昇温が実現可能である。フラッシュ加熱前に、基板を予備的に６００度以上の高温領域まで昇温させておくことができれば、フラッシュ加熱に求められる昇温幅をその分小さくすることができる。すなわち、キセノンフラッシュランプによって基板に与えるべきエネルギーを小さくすることができる。これによって、フラッシュ加熱において基板に生じる熱応力を小さくすることが可能となり、フラッシュ加熱における基板の割れの発生を防止することができる。しかしながら、ハロゲンランプを用いる構成では、基板を均一に昇温させることが非常に困難であり、予備昇温においても基板の表面領域の一部のみにホットスポットと称される高温領域やコールドスポットが生じてしまう。   In addition, before performing flash heating with a xenon flash lamp, the substrate is preheated using a hot plate, a halogen lamp, or the like. Although the hot plate has an advantage that the temperature of the substrate can be raised safely and uniformly to some extent, the application range is limited because the temperature that can be raised is limited. On the other hand, if a halogen lamp is used, a temperature increase of 600 degrees or more can be realized. If the substrate can be preliminarily heated to a high temperature region of 600 ° C. or higher before flash heating, the temperature increase range required for flash heating can be reduced accordingly. That is, the energy to be given to the substrate by the xenon flash lamp can be reduced. This makes it possible to reduce the thermal stress generated in the substrate during flash heating, and to prevent the occurrence of cracks in the substrate during flash heating. However, with a configuration using a halogen lamp, it is very difficult to raise the temperature of the substrate uniformly. Even in the preliminary temperature increase, only a part of the surface area of the substrate has a high temperature region or a cold spot called a hot spot. It will occur.

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、熱処理時における基板上の温度分布の面内均一性を向上させることができる熱処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a heat treatment apparatus capable of improving the in-plane uniformity of the temperature distribution on the substrate during the heat treatment.

請求項１の発明は、基板に対して光を照射することによって当該基板を加熱処理する熱処理装置であって、柱体形状の筐体と、前記筐体の内部にて、前記柱体の底面と平行な姿勢で基板を保持する保持手段と、それぞれが、前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて光を照射する１以上の光照射手段と、を備え、前記１以上の光照射手段が、それぞれが前記柱体の底面と平行な所定の平面上から前記基板の全体に向けて光を照射する１以上の処理用光照射手段と、それぞれが前記柱体の側面上の所定位置から前記基板の局所領域に向けて光を照射する１以上の調整用光照射手段と、を備え、前記熱処理装置が、前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段の姿勢を変更することにより当該調整用光照射手段の光の照射方向を変更させる照射方向変更手段と、前記１以上の処理用光照射手段による基板の加熱処理において前記基板の一部に低温領域が生じる場合に、前記照射方向変更手段を制御して、前記所定の調整用光照射手段に前記低温領域に向けて光を照射させる照射位置制御手段と、を備える。 The invention of claim 1 is a heat treatment apparatus for heat-treating a substrate by irradiating the substrate with light, the column-shaped housing, and the bottom surface of the column within the housing. Holding means for holding the substrate in a posture parallel to each other, and one or more light irradiation means for irradiating light toward the substrate from a position separated from the substrate held by the holding means by a predetermined distance; Each of the one or more light irradiating means for irradiating light from a predetermined plane parallel to the bottom surface of the column body toward the entire substrate, One or more adjustment light irradiation means for irradiating light toward a local region of the substrate from a predetermined position on a side surface of the column body, and the heat treatment apparatus includes the one or more adjustment light irradiation means. To change the posture of the predetermined adjustment light irradiation means The irradiation direction changing means for changing the light irradiation direction of the adjusting light irradiation means, and when the substrate is heated by the one or more processing light irradiation means, when a low temperature region occurs in a part of the substrate, and controlling the irradiation direction change means, and the irradiation position control means for irradiating light toward the low-temperature region to the predetermined adjusting light irradiating means, Ru comprising a.

請求項２の発明は、基板に対して光を照射することによって当該基板を加熱処理する熱処理装置であって、柱体形状の筐体と、前記筐体の内部にて、前記柱体の底面と平行な姿勢で基板を保持する保持手段と、それぞれが、前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて光を照射する１以上の光照射手段と、を備え、前記１以上の光照射手段が、それぞれが前記柱体の底面と平行な所定の平面上から前記基板の全体に向けて光を照射する１以上の処理用光照射手段と、それぞれが、前記１以上の処理用光照射手段のうちの所定の処理用光照射手段と同一の平面上から前記基板の局所領域に向けて光を照射する１以上の調整用光照射手段と、を備え、前記熱処理装置が、前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段の姿勢を変更することにより当該調整用光照射手段の光の照射方向を変更させる照射方向変更手段と、前記１以上の処理用光照射手段による基板の加熱処理において前記基板の一部に低温領域が生じる場合に、前記照射方向変更手段を制御して、前記所定の調整用光照射手段に前記低温領域に向けて光を照射させる照射位置制御手段と、を備える。 The invention according to claim 2 is a heat treatment apparatus for heat-treating a substrate by irradiating the substrate with light, the column-shaped housing, and the bottom surface of the column within the housing. Holding means for holding the substrate in a posture parallel to each other, and one or more light irradiation means for irradiating light toward the substrate from a position separated from the substrate held by the holding means by a predetermined distance; Each of the one or more light irradiating means for irradiating light from a predetermined plane parallel to the bottom surface of the column body toward the entire substrate, One or more adjustment light irradiating means for irradiating light toward the local region of the substrate from the same plane as the predetermined processing light irradiating means among the one or more processing light irradiating means. The heat treatment apparatus is configured to use the one or more adjusting light irradiation means. In the heating process of the substrate by the irradiation direction changing means for changing the light irradiation direction of the adjusting light irradiation means by changing the attitude of the predetermined adjustment light irradiation means, and the one or more processing light irradiation means An irradiation position control unit that controls the irradiation direction changing unit to irradiate the predetermined adjustment light irradiation unit with light toward the low temperature region when a low temperature region occurs in a part of the substrate; The

請求項３の発明は、請求項２に記載の熱処理装置であって、前記１以上の調整用光照射手段のそれぞれが、前記所定の処理用光照射手段が備える光源と異なる種類の光源、
を備える。 A third aspect of the present invention is the heat treatment apparatus according to the second aspect, wherein each of the one or more adjustment light irradiating means is a light source of a type different from a light source included in the predetermined processing light irradiating means,
Is provided.

請求項４の発明は、請求項２または３に記載の熱処理装置であって、前記１以上の調整用光照射手段のそれぞれが、前記所定の処理用光照射手段が備える光源の発光形状と異なる発光形状の光源、を備える。   A fourth aspect of the present invention is the heat treatment apparatus according to the second or third aspect, wherein each of the one or more adjustment light irradiation means is different from a light emission shape of a light source provided in the predetermined processing light irradiation means. A light-emitting light source.

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段から出射される光線の広がり角を変更させることによって、前記所定の調整用光照射手段から出射された光線が基板上に入射する領域である調整光照射領域のサイズを変更する照射領域サイズ変更手段、を備える。 Invention of Claim 5 is the heat processing apparatus in any one of Claim 1 to 4 , Comprising: The spread of the light ray radiate | emitted from the predetermined | prescribed adjustment light irradiation means of the one or more adjustment light irradiation means Irradiation area size changing means for changing the size of the adjustment light irradiation area, which is an area where the light beam emitted from the predetermined adjustment light irradiation means is incident on the substrate, by changing the angle.

請求項６の発明は、請求項５に記載の熱処理装置であって、前記照射領域サイズ変更手段が、光軸を前記所定の調整用光照射手段の光の照射方向と一致させた姿勢で配置される調整用レンズと、前記調整用レンズを前記光軸に沿って移動させることによって、前記所定の調整用光照射手段と前記調整用レンズとの離間距離を変更する調整用レンズ位置変更手段と、を備える。 Invention of Claim 6 is the heat processing apparatus of Claim 5 , Comprising: The said irradiation area size change means arrange | positions with the attitude | position which made the optical axis correspond with the irradiation direction of the light of the said predetermined | prescribed adjustment light irradiation means An adjustment lens, and an adjustment lens position changing unit that changes a separation distance between the predetermined adjustment light irradiation unit and the adjustment lens by moving the adjustment lens along the optical axis; .

請求項７の発明は、請求項５または６に記載の熱処理装置であって、前記１以上の処理用光照射手段による基板の加熱処理において前記基板の一部に低温領域が生じる場合に、前記照射領域サイズ変更手段を制御して、前記調整光照射領域が前記低温領域に応じたサイズとなるように前記広がり角を変更させる照射領域制御手段、を備える。 Invention of Claim 7 is the heat processing apparatus of Claim 5 or 6 , Comprising: When the low-temperature area | region arises in a part of said board | substrate in the heat processing of the board | substrate by the said one or more process light irradiation means, the said Irradiation area control means for controlling the irradiation area size changing means to change the spread angle so that the adjustment light irradiation area has a size corresponding to the low temperature area.

請求項８の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段が、ハロゲンランプ、を備える。 The invention of claim 8 is a heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7, predetermined adjusting optical irradiation means of the one or more adjusting light irradiating means comprises a halogen lamp, a .

請求項９の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段が、レーザ光源、を備え、前記照射位置制御手段が、前記レーザ光源から照射されるレーザ光で、前記低温領域を走査させる。 A ninth aspect of the present invention is the heat treatment apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein the predetermined adjustment light irradiation means among the one or more adjustment light irradiation means includes a laser light source. the irradiation position control means, a laser beam emitted from the laser light source, Ru is scanned the low temperature region.

請求項１０の発明は、請求項１から９のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記１以上の処理用光照射手段のうちの所定の処理用光照射手段が、閃光を照射するフラッシュランプ、を備える。 A tenth aspect of the present invention is the heat treatment apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein a predetermined processing light irradiation means of the one or more processing light irradiation means emits flash light. A lamp.

請求項１１の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記１以上の処理用光照射手段のうちの所定の処理用光照射手段が、ハロゲンランプ、を備える。
請求項１２の発明は、請求項１から１１のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記処理用光照射手段を複数備え、複数の前記処理用光照射手段のうち、前記基板の第１の主面側に設けられた第１の処理用光照射手段が、閃光を照射するフラッシュランプ、を備え、複数の前記処理用光照射手段のうち、前記基板の第２の主面側に設けられた第２の処理用光照射手段が、ハロゲンランプ、を備え、前記１以上の調整用光照射手段が、前記基板の前記第１の主面側に設けられる。 The invention of claim 11 is a heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 10, predetermined processing light irradiation means of the one or more processing light irradiation means comprises a halogen lamp, a .
A twelfth aspect of the present invention is the heat treatment apparatus according to any one of the first to eleventh aspects, comprising a plurality of the processing light irradiation means, and the first of the substrates among the plurality of the processing light irradiation means. The first processing light irradiating means provided on the main surface side includes a flash lamp for irradiating flash light, and provided on the second main surface side of the substrate among the plurality of processing light irradiating means. The second processing light irradiation means provided includes a halogen lamp, and the one or more adjustment light irradiation means are provided on the first main surface side of the substrate.

請求項１、２の発明によると、基板の全体に向けて光を照射する処理用光照射手段の他に、基板の局所領域に向けて光を照射する調整用光照射手段を備えるので、処理用光照射手段による熱処理において基板に温度分布の不均一領域が生じる場合であっても、調整用光照射手段を用いて基板を局所的に加熱することによって当該温度分布の不均一を解消することができる。これにより、熱処理時における基板上の温度分布の面内均一性を向上させることができる。
また、請求項１、２の発明によると、調整用光照射手段の光の照射方向を変更させる照射方向変更手段を備えるので、調整用光照射手段からの光の出射方向を任意に変更することができる。したがって、処理用光照射手段による熱処理において基板に温度分布の不均一領域が生じる場合であっても、調整用光照射手段に、当該領域に向けて確実に光を照射させることができる。これにより、熱処理時における基板上の温度分布の面内均一性を大きく向上させることができる。 According to the first and second aspects of the invention, in addition to the processing light irradiating means for irradiating the entire substrate, the adjustment light irradiating means for irradiating the light toward the local region of the substrate is provided. Even when a non-uniform region of the temperature distribution is generated on the substrate in the heat treatment by the light irradiation means, the temperature distribution non-uniformity is eliminated by locally heating the substrate using the adjustment light irradiation means. Can do. Thereby, the in-plane uniformity of the temperature distribution on the substrate during the heat treatment can be improved.
In addition, according to the first and second aspects of the invention, since the irradiation direction changing means for changing the light irradiation direction of the adjustment light irradiation means is provided, the emission direction of the light from the adjustment light irradiation means can be arbitrarily changed. Can do. Therefore, even when a non-uniform temperature distribution region occurs in the substrate in the heat treatment by the processing light irradiation unit, the adjustment light irradiation unit can reliably irradiate the region with light. Thereby, the in-plane uniformity of the temperature distribution on the substrate during the heat treatment can be greatly improved.

特に、請求項１の発明によると、調整用光照射手段と処理用光照射手段とが互いに異なる面上に配置されるので、調整用光照射手段が処理用光照射手段から熱的影響を受けにくい。   In particular, according to the first aspect of the present invention, the adjusting light irradiating means and the processing light irradiating means are arranged on different surfaces, so that the adjusting light irradiating means is thermally affected by the processing light irradiating means. Hateful.

請求項３の発明によると、所定の処理用光照射手段と同一の平面上から基板の局所領域に向けて光を照射する調整用光照射手段の備える光源が、当該所定の処理用光照射手段が備える光源と異なる種類の光源であるので、当該所定の処理用光照射手段による熱処理において生じた温度分布の不均一を有効に解消することができる。   According to the invention of claim 3, the light source provided in the adjustment light irradiating means for irradiating light toward the local region of the substrate from the same plane as the predetermined processing light irradiating means is the predetermined processing light irradiating means. Therefore, it is possible to effectively eliminate the non-uniformity of the temperature distribution generated in the heat treatment by the predetermined processing light irradiation means.

請求項４の発明によると、所定の処理用光照射手段と同一の平面上から基板の局所領域に向けて光を照射する調整用光照射手段の備える光源の発光形状が、当該所定の処理用光照射手段が備える光源の発光形状と異なるので、当該所定の処理用光照射手段による熱処理において生じた温度分布の不均一を有効に解消することができる。   According to invention of Claim 4, the light emission shape of the light source with which the adjustment light irradiation means which irradiates light to the local area | region of a board | substrate from the same plane as a predetermined processing light irradiation means is the said predetermined processing light Since it is different from the light emission shape of the light source provided in the light irradiating means, it is possible to effectively eliminate the non-uniformity of the temperature distribution generated in the heat treatment by the predetermined processing light irradiating means.

請求項５〜７の発明によると、調整用光照射手段から出射される光線の広がり角を変更させることによって、調整用光照射手段から出射された光線が基板上に入射する領域である調整光照射領域のサイズを変更する照射領域サイズ変更手段を備えるので、調整光照射領域のサイズを任意に調整することができる。したがって、処理用光照射手段による熱処理において基板に温度分布の不均一領域が生じる場合であっても、調整用光照射手段に、当該領域に応じたサイズの調整光照射領域を形成させることができる。これにより、熱処理時における基板上の温度分布の面内均一性を大きく向上させることができる。

According to the invention of claim 5-7, by changing the spread angle of light emitted from the adjusting light irradiation means, the adjustment light beam emitted from the adjusting light irradiating means is a region that is incident on the substrate Since the irradiation area size changing means for changing the size of the irradiation area is provided, the size of the adjustment light irradiation area can be arbitrarily adjusted. Therefore, even when a non-uniform temperature distribution region occurs in the substrate in the heat treatment by the processing light irradiation unit, the adjustment light irradiation unit can be formed with an adjustment light irradiation region having a size corresponding to the region. . Thereby, the in-plane uniformity of the temperature distribution on the substrate during the heat treatment can be greatly improved.

この発明の実施の形態に係る熱処理装置について図面を参照しながら説明する。この発明の実施の形態に係る熱処理装置１００は、略円形の基板Ｗに閃光（フラッシュ光）を照射してその基板Ｗを加熱するフラッシュランプアニール装置である。   A heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The heat treatment apparatus 100 according to the embodiment of the present invention is a flash lamp annealing apparatus that heats a substantially circular substrate W by irradiating flash light (flash light).

〈１．熱処理装置の全体構成〉
はじめに、この発明の実施の形態に係る熱処理装置の全体構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、熱処理装置１００の構成を示す側断面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、熱処理装置１００を図１の矢印Ｑ１方向および矢印Ｑ２方向からそれぞれみた縦断面図である。 <1. Overall configuration of heat treatment equipment>
First, an overall configuration of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a side sectional view showing the configuration of the heat treatment apparatus 100. 2 (a) and 2 (b) are longitudinal sectional views of the heat treatment apparatus 100 as seen from the directions of arrows Q1 and Q2 in FIG. 1, respectively.

熱処理装置１００は、柱体（この実施の形態においては、六角柱）形状のチャンバー５を備える。チャンバー５は、六角筒状のチャンバー側部５１、チャンバー側部５１の上部を覆うチャンバー蓋部５２、および、チャンバー側部５１の下部を覆うチャンバー底部５３によって構成される。チャンバー側部５１には、基板Ｗの搬入および搬出を行うための搬送開口部５１１が形成されている。搬送開口部５１１は、軸５１２を中心に回動するゲートバルブ５１３により開閉可能とされる。搬送開口部５１１は、後述する反射体１の側壁面をも貫通して形成されており、ゲートバルブ５１３が開放位置（図１の仮想線位置）におかれることによって、搬送開口部５１１を通じて反射体１の筒内部に基板Ｗを搬出入することが可能となる（矢印ＡＲ５）。一方、ゲートバルブ５１３が閉鎖位置（図１の実線位置）におかれると、チャンバー５の内部が密閉空間とされる。   The heat treatment apparatus 100 includes a chamber 5 having a columnar shape (in this embodiment, a hexagonal column). The chamber 5 includes a hexagonal cylindrical chamber side 51, a chamber lid 52 that covers the upper part of the chamber side 51, and a chamber bottom 53 that covers the lower part of the chamber side 51. A transfer opening 511 for carrying in and out the substrate W is formed in the chamber side portion 51. The transfer opening 511 can be opened and closed by a gate valve 513 that rotates about a shaft 512. The transfer opening 511 is also formed so as to penetrate a side wall surface of the reflector 1 to be described later, and is reflected through the transfer opening 511 when the gate valve 513 is placed in an open position (a virtual line position in FIG. 1). The substrate W can be carried in and out of the cylinder of the body 1 (arrow AR5). On the other hand, when the gate valve 513 is placed in the closed position (solid line position in FIG. 1), the inside of the chamber 5 is set as a sealed space.

また、熱処理装置１００は、筒状（より具体的には、チャンバー側部５１と断面相似形の筒状であり、本実施の形態においては六角筒状）に形成された反射体１を備える。反射体１は、チャンバー５内部であって、チャンバー側部５１の内側面に沿って配置される。反射体１は、６枚の反射板１１によって６角形の筒状に形成されており、各反射板１１は反射率が十分に高い部材（例えば、アルミニウム等）により形成されている。もしくは、内側表面に反射率を高めるコーティング（例えば、金の非拡散コーティング）がなされている。後述する光照射部３，４から照射された光線の一部は、反射板１１の内側表面で反射されて後述する保持部２に保持される基板Ｗに入射する。これによって、光照射部３，４から発生した光エネルギーが無駄なく基板Ｗの熱処理に用いられることになる。   Further, the heat treatment apparatus 100 includes the reflector 1 formed in a cylindrical shape (more specifically, a cylindrical shape having a cross-sectional shape similar to that of the chamber side portion 51 and a hexagonal cylindrical shape in the present embodiment). The reflector 1 is disposed inside the chamber 5 and along the inner side surface of the chamber side portion 51. The reflector 1 is formed in a hexagonal cylindrical shape by six reflectors 11, and each reflector 11 is formed of a member having a sufficiently high reflectance (for example, aluminum). Alternatively, the inner surface is coated with a coating that increases reflectivity (eg, a gold non-diffusive coating). A part of the light beams emitted from the light irradiation units 3 and 4 described later are reflected by the inner surface of the reflecting plate 11 and enter the substrate W held by the holding unit 2 described later. As a result, the light energy generated from the light irradiation units 3 and 4 is used for heat treatment of the substrate W without waste.

また、熱処理装置１００は、チャンバー５の内部において基板Ｗを水平に（すなわち、柱体であるチャンバー５の底面を形成するチャンバー蓋部５２およびチャンバー底部５３と平行な姿勢で）保持する保持部２を備える。保持部２は、基板Ｗの直径よりも若干大きな直径を有するリング状の部材であり、その内側端面には、基板Ｗの裏面を点で支持する支持部材２１が複数個（例えば４個）形成されている。保持部２に保持される基板Ｗは、これら複数個の支持部材２１によって裏面側から支持される。   Further, the heat treatment apparatus 100 holds the substrate W horizontally inside the chamber 5 (that is, in a posture parallel to the chamber lid portion 52 and the chamber bottom portion 53 that form the bottom surface of the chamber 5 that is a pillar). Is provided. The holding unit 2 is a ring-shaped member having a diameter slightly larger than the diameter of the substrate W, and a plurality of (for example, four) support members 21 that support the back surface of the substrate W with dots are formed on the inner end surface thereof. Has been. The substrate W held by the holding unit 2 is supported from the back side by the plurality of support members 21.

また、熱処理装置１００は、反射体１の筒内部に配置され、保持部２に保持された基板Ｗと所定の距離だけ離間した位置から当該基板Ｗに向けて光を照射することにより基板Ｗを加熱する３つの光照射部３，４，６を備える。   The heat treatment apparatus 100 is disposed inside the reflector 1 and irradiates the substrate W with light from a position separated from the substrate W held by the holding unit 2 by a predetermined distance. Three light irradiation parts 3, 4 and 6 to be heated are provided.

第１の光照射部（第１光照射部３）は、柱体であるチャンバー５の底面（チャンバー蓋部５２およびチャンバー底部５３）と平行な平面上から（より具体的には、チャンバー５の底面と平行で、保持部２に保持された基板Ｗの下側であって基板Ｗと１００mm以上離間した平面上から）、基板Ｗの全体に向けて光を照射する。そして、その光エネルギーによって基板Ｗの表面領域全体を所定の予備加熱温度まで昇温させる（予備加熱処理）。第１光照射部３は、複数のハロゲンランプ３１およびリフレクタ３２を有する。複数のハロゲンランプ３１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２に保持される基板Ｗの主面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。リフレクタ３２は、複数のハロゲンランプ３１の下方にそれら全体を覆うように設けられ、その表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。   The first light irradiation part (first light irradiation part 3) is from a plane parallel to the bottom surface (chamber lid part 52 and chamber bottom part 53) of the chamber 5 which is a column (more specifically, the chamber 5 Light is applied to the entire substrate W (from a plane parallel to the bottom surface and below the substrate W held by the holding unit 2 and separated from the substrate W by 100 mm or more). Then, the entire surface area of the substrate W is heated to a predetermined preheating temperature by the light energy (preheating process). The first light irradiation unit 3 includes a plurality of halogen lamps 31 and a reflector 32. The plurality of halogen lamps 31 are each a rod-shaped lamp having a long cylindrical shape, and each of the halogen lamps 31 is planar so that the longitudinal direction thereof is parallel to the main surface of the substrate W held by the holding unit 2. It is arranged. The reflector 32 is provided below the plurality of halogen lamps 31 so as to cover all of them, and the surface thereof is roughened by blasting to exhibit a satin pattern.

ハロゲンランプ３１は、ガラス管内部に配設されたフィラメントに通電することでフィラメントを白熱化させて発光させるフィラメント方式の光源である。ガラス管内部には、窒素やアルゴン等の不活性ガスにハロゲン元素（ヨウ素、臭素等）を微量導入したものが封入されている。ハロゲン元素を導入することによって、フィラメントの折損を抑制しつつフィラメントの温度を高温に設定することが可能となる。したがって、ハロゲンランプ３１は、通常の白熱電球に比べて寿命が長くかつ強い光を連続的に照射できるという特徴を有する。   The halogen lamp 31 is a filament-type light source that emits light by making the filament incandescent by energizing the filament disposed inside the glass tube. Inside the glass tube, a small amount of a halogen element (iodine, bromine, etc.) introduced into an inert gas such as nitrogen or argon is enclosed. By introducing a halogen element, it is possible to set the filament temperature to a high temperature while suppressing breakage of the filament. Therefore, the halogen lamp 31 has a feature that it has a longer life than a normal incandescent bulb and can continuously radiate strong light.

第２の光照射部（第２光照射部４）は、柱体であるチャンバー５の底面と平行な平面上から（より具体的には、チャンバー５の底面と平行で、保持部２に保持された基板Ｗの上側であって基板Ｗと１００mm以上離間した平面上から）、基板Ｗ（より具体的には、第１光照射部３により予備加熱された基板Ｗ）の全体に向けて光を照射する。そして、その光エネルギーによって基板Ｗの表面領域全体を短時間に昇温させる（フラッシュ加熱処理）。第２光照射部４は、複数（例えば、３０本）のキセノンフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」という）４１およびリフレクタ４２を有する。複数のフラッシュランプ４１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２に保持される基板Ｗの主面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。リフレクタ４２は、複数のフラッシュランプ４１の上方にそれら全体を覆うように設けられ、その表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。   The second light irradiation unit (second light irradiation unit 4) is held by the holding unit 2 from a plane parallel to the bottom surface of the chamber 5 that is a column (more specifically, parallel to the bottom surface of the chamber 5). The light is directed toward the whole of the substrate W (more specifically, the substrate W preheated by the first light irradiation unit 3) from the upper side of the substrate W which has been separated from the substrate W by 100 mm or more. Irradiate. Then, the entire surface region of the substrate W is heated in a short time by the light energy (flash heat treatment). The second light irradiation unit 4 includes a plurality of (for example, 30) xenon flash lamps (hereinafter simply referred to as “flash lamps”) 41 and a reflector 42. The plurality of flash lamps 41 are each a rod-shaped lamp having a long cylindrical shape, and each of the flash lamps 41 is planar so that the longitudinal direction thereof is parallel to the main surface of the substrate W held by the holding unit 2. It is arranged. The reflector 42 is provided above the plurality of flash lamps 41 so as to cover all of them, and the surface thereof is roughened by blasting to exhibit a satin pattern.

キセノンフラッシュランプ４１は、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設されたガラス管と、該ガラス管の外周面上に巻回されたトリガー電極とを備える。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気がガラス管内に瞬時に流れ、そのときのジュール熱でキセノンガスが加熱されて光が放出される。このキセノンフラッシュランプ４１においては、予め蓄えられていた静電エネルギーが０．１ミリセカンドないし１０ミリセカンドという極めて短い光パルスに変換されることから、連続点灯の光源に比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。   The xenon flash lamp 41 includes a glass tube in which xenon gas is sealed and an anode and a cathode connected to a capacitor at both ends thereof, a trigger electrode wound on the outer peripheral surface of the glass tube, Is provided. Since xenon gas is an electrical insulator, electricity does not flow into the glass tube under normal conditions. However, if the insulation is broken by applying a high voltage to the trigger electrode, the electricity stored in the capacitor instantaneously flows into the glass tube, and the xenon gas is heated by Joule heat at that time, and light is emitted. . In this xenon flash lamp 41, the electrostatic energy stored in advance is converted into an extremely short light pulse of 0.1 millisecond to 10 millisecond. It has the feature that it can.

第３の光照射部（第３光照射部６）は、柱体であるチャンバー５の側面（チャンバー側部５１）上から、基板Ｗの局所領域に向けて光を照射する。そして、その光エネルギーによって基板Ｗを局所的に昇温させる。より具体的には、予備加熱処理およびフラッシュ加熱処理（以下において単に「熱処理」という）において基板Ｗの表面に低温領域（コールドスポットＣ）が生じる場合、当該コールドスポットＣの形成領域に向けて光を照射し、当該領域を局所的に昇温させることによって、当該コールドスポットＣを消滅させる（もしくは、その発生を未然に防止する）。第３光照射部６の構成については、後により具体的に説明する。   The third light irradiation unit (third light irradiation unit 6) irradiates light toward the local region of the substrate W from the side surface (chamber side portion 51) of the chamber 5 that is a column. Then, the substrate W is locally heated by the light energy. More specifically, when a low temperature region (cold spot C) is generated on the surface of the substrate W in the preheating process and the flash heating process (hereinafter simply referred to as “heat treatment”), light is directed toward the cold spot C formation region. , And the temperature of the region is locally raised, thereby eliminating the cold spot C (or preventing its occurrence). The configuration of the third light irradiation unit 6 will be specifically described later.

なお、光照射部３，４と保持部２との間には、光照射部３，４のそれぞれと保持部２に保持された基板Ｗとを分離された空間におくための雰囲気遮断部材を設けてもよい。ただし、この雰囲気遮断部材は光を透過させる部材（例えば、石英）を用いて形成する必要がある。雰囲気遮断部材を設けることによって、光照射部３，４にて発生したパーティクル等によって保持部２に保持された基板Ｗが汚染されるのを防止することができる。   In addition, between the light irradiation parts 3 and 4 and the holding | maintenance part 2, the atmosphere interruption member for putting each of the light irradiation parts 3 and 4 and the board | substrate W hold | maintained at the holding | maintenance part 2 in the isolate | separated space is provided. It may be provided. However, this atmosphere blocking member needs to be formed using a member that transmits light (for example, quartz). By providing the atmosphere blocking member, it is possible to prevent the substrate W held on the holding unit 2 from being contaminated by particles generated in the light irradiation units 3 and 4.

また、熱処理装置１００は、上記の各構成を制御する制御部９１と、ユーザインターフェイスである操作部９２および表示部９３を備える。操作部９２および表示部９３はチャンバー５の外部に配置され、ユーザから各種の指示をチャンバー５の外部にて受け付ける。制御部９１は、操作部９２および表示部９３から入力された各種の指示に基づいて熱処理装置１００の各構成を制御する。   In addition, the heat treatment apparatus 100 includes a control unit 91 that controls each of the above components, an operation unit 92 that is a user interface, and a display unit 93. The operation unit 92 and the display unit 93 are arranged outside the chamber 5 and receive various instructions from the user outside the chamber 5. The control unit 91 controls each component of the heat treatment apparatus 100 based on various instructions input from the operation unit 92 and the display unit 93.

〈２．第３光照射部６の構成〉
第３光照射部６について、引き続き図１、図２を参照しながら具体的に説明する。 <2. Configuration of third light irradiation unit 6>
The 3rd light irradiation part 6 is demonstrated concretely, continuing referring FIG. 1, FIG.

〈調整用ランプ６１〉
第３光照射部６は、保持部２に保持された基板Ｗに向けて光を照射する光源である調整用ランプ６１を備える。調整用ランプ６１は、例えば、点光源状のハロゲンランプにより構成される。 <Adjustment lamp 61>
The third light irradiation unit 6 includes an adjustment lamp 61 that is a light source that emits light toward the substrate W held by the holding unit 2. The adjustment lamp 61 is constituted by, for example, a point light source-like halogen lamp.

調整用ランプ６１は、チャンバー側部５１の内壁面であって、保持部２に保持された基板の上面の高さ位置から所定距離（離間距離Ｈ）だけ離間した高さ位置に、反射体１を貫通して（すなわち、光の出射口が反射体１の筒内部に位置するように）配設される。ただし、この離間距離Ｈは、なるべく大きな値に設定することが望ましい。なぜなら、調整用ランプ６１から出射された光線が基板Ｗに入射する際の入射角θは、離間距離Ｈが小さくなれば相対的に大きくなってしまうところ、入射角θが大きくなると、基板Ｗ表面で光束が大きく広がってしまい、調整光照射領域Ｓの領域サイズを適切に制御することが困難になるからである。（ただし、「調整光照射領域Ｓ」とは、調整用ランプ６１から出射された光線が保持部２に保持された基板Ｗ上に入射する領域をいう。）したがって、調整用ランプ６１は、フラッシュランプ４１からの熱的影響を受けない限度において、なるべく高い位置に配設されることが望ましい。例えば、処理対象とされる基板Ｗの直径が３００mmの場合、離間距離Ｈは２００mm以上であることが望ましい。   The adjustment lamp 61 is an inner wall surface of the chamber side portion 51 and is disposed at a height position separated from the height position of the upper surface of the substrate held by the holding portion 2 by a predetermined distance (separation distance H). (That is, the light emission port is located inside the cylinder of the reflector 1). However, it is desirable to set the separation distance H as large as possible. This is because the incident angle θ when the light beam emitted from the adjustment lamp 61 is incident on the substrate W is relatively increased as the separation distance H is decreased, and when the incident angle θ is increased, the surface of the substrate W is increased. This is because the light beam spreads greatly and it is difficult to appropriately control the size of the adjustment light irradiation region S. (However, the “adjustment light irradiation region S” refers to a region in which the light beam emitted from the adjustment lamp 61 is incident on the substrate W held by the holding unit 2). It is desirable to dispose as high a position as possible so long as it is not affected by heat from the lamp 41. For example, when the diameter of the substrate W to be processed is 300 mm, the separation distance H is desirably 200 mm or more.

〈照射方向変更機構６２〉
第３光照射部６は、調整用ランプ６１の姿勢を変更することによって、調整用ランプ６１から照射される光の照射方向を変更する照射方向変更機構６２を備える。照射方向変更機構６２は、例えば、調整用ランプ６１の固定端（チャンバー側部５１の内壁面に固定的に取り付けられた端部）に対する調整用ランプ６１の光出射口の位置を変更することによって調整用ランプ６１の姿勢を変更する。この場合、調整用ランプ６１の光出射口と固定端との間に、曲げを可能とする蛇腹構造６１１を形成しておけばよい。 <Irradiation direction changing mechanism 62>
The third light irradiation unit 6 includes an irradiation direction changing mechanism 62 that changes the irradiation direction of light emitted from the adjustment lamp 61 by changing the posture of the adjustment lamp 61. For example, the irradiation direction changing mechanism 62 changes the position of the light exit of the adjustment lamp 61 relative to the fixed end of the adjustment lamp 61 (the end fixedly attached to the inner wall surface of the chamber side portion 51). The posture of the adjustment lamp 61 is changed. In this case, a bellows structure 611 that can be bent may be formed between the light emission port of the adjustment lamp 61 and the fixed end.

制御部９１が備える照射位置制御部９１１は、例えば加熱処理を施された基板Ｗの温度を計測する温度センサ（図示省略）からの検出結果に応じて、もしくは、操作部９２および表示部９３を介してオペレータから入力された指示に応じて、照射方向変更機構６２を駆動制御して、調整用ランプ６１から照射される光の照射方向を調整する。すなわち、基板Ｗ上に形成される調整光照射領域Ｓを適切な位置に移動させる（図１の調整光照射領域Ｓａ）。   The irradiation position control unit 911 included in the control unit 91 includes, for example, an operation unit 92 and a display unit 93 according to a detection result from a temperature sensor (not illustrated) that measures the temperature of the substrate W that has been subjected to the heat treatment. The irradiation direction changing mechanism 62 is driven and controlled in accordance with an instruction input from the operator via the operator, and the irradiation direction of the light emitted from the adjustment lamp 61 is adjusted. That is, the adjustment light irradiation area S formed on the substrate W is moved to an appropriate position (adjustment light irradiation area Sa in FIG. 1).

例えば、熱処理に係る基板Ｗの表面温度を計測する温度センサ等による計測結果から、図２（ｂ）に示すように、熱処理後の基板Ｗ上の特定の領域に温度不均一領域（ここでは特に、低温領域であるコールドスポットＣ）が形成されることが判明した場合、照射位置制御部９１１は、照射方向変更機構６２を制御して、調整用ランプ６１から照射される光が当該領域に入射するように、調整用ランプ６１の姿勢を調整する。すなわち、調整用ランプ６１が基板Ｗ上に形成する調整光照射領域Ｓを、コールドスポットＣの形成領域まで移動させる。調整光照射領域Ｓは、調整用ランプ６１から出射される光エネルギーによって昇温されることとなり、これにより当該コールドスポットＣが消滅する（もしくは、その発生が未然に防止される）。   For example, from a measurement result obtained by a temperature sensor or the like that measures the surface temperature of the substrate W related to the heat treatment, as shown in FIG. When it is found that a cold spot C) that is a low temperature region is formed, the irradiation position control unit 911 controls the irradiation direction changing mechanism 62 so that the light irradiated from the adjustment lamp 61 is incident on the region. Thus, the posture of the adjustment lamp 61 is adjusted. That is, the adjustment light irradiation area S formed on the substrate W by the adjustment lamp 61 is moved to the formation area of the cold spot C. The adjustment light irradiation area S is heated by the light energy emitted from the adjustment lamp 61, and the cold spot C disappears (or the generation thereof is prevented in advance).

〈照射領域サイズ変更機構６３〉
第３光照射部６は、調整用ランプ６１から出射される光束の広がり角を変更することによって、調整用ランプ６１から照射される光が基板Ｗ上に形成する調整光照射領域Ｓのサイズを変更する照射領域サイズ変更機構６３を備える。 <Irradiation area size changing mechanism 63>
The third light irradiation unit 6 changes the spread angle of the light beam emitted from the adjustment lamp 61 to thereby adjust the size of the adjustment light irradiation region S formed on the substrate W by the light emitted from the adjustment lamp 61. An irradiation area size changing mechanism 63 to be changed is provided.

照射領域サイズ変更機構６３は、例えば各種の光学系にて形成される。この実施の形態においては、照射領域サイズ変更機構６３は、その光軸が調整用ランプ６１から出射される光の方向と一致するような姿勢で配置されるレンズ６３１と、このレンズ６３１を光軸に沿って移動させることによって、調整用ランプ６１とレンズ６３１との離間距離を変更するレンズ位置変更部６３２とを備える。レンズ位置変更部６３２がこの離間距離を変更すると、調整用ランプ６１から出射される光束の広がり度合いが（ひいては、調整光照射領域Ｓのサイズが）変更される。レンズ６３１として、凸レンズ、凹レンズ等の各種のレンズを用いることができる。また、複数個のレンズを組み合わせて用いてもよい。   The irradiation area size changing mechanism 63 is formed by various optical systems, for example. In this embodiment, the irradiation area size changing mechanism 63 includes a lens 631 arranged in an attitude in which the optical axis thereof coincides with the direction of the light emitted from the adjustment lamp 61, and the lens 631 as the optical axis. Is provided with a lens position changing unit 632 that changes the separation distance between the adjustment lamp 61 and the lens 631. When the lens position changing unit 632 changes the distance, the degree of spread of the light beam emitted from the adjustment lamp 61 (and consequently the size of the adjustment light irradiation region S) is changed. Various lenses such as a convex lens and a concave lens can be used as the lens 631. A plurality of lenses may be used in combination.

制御部９１が備える照射領域制御部９１２は、例えば加熱処理を施された基板Ｗの温度を計測する温度センサ（図示省略）からの検出結果に応じて、もしくは、操作部９２および表示部９３を介してオペレータから入力された指示に応じて、照射領域サイズ変更機構６３を駆動制御して（より具体的には、レンズ位置変更部６３２を駆動制御してレンズ６３１と調整用ランプ６１との離間距離を適切な値に調整して）、調整用ランプ６１から照射される光束の広がり角を調整する。すなわち、基板Ｗ上に形成される調整光照射領域Ｓを適切なサイズに調整する（図１の調整光照射領域Ｓｂ）。   The irradiation region control unit 912 included in the control unit 91 includes, for example, an operation unit 92 and a display unit 93 according to a detection result from a temperature sensor (not illustrated) that measures the temperature of the substrate W that has been subjected to the heat treatment. The irradiation area size changing mechanism 63 is driven and controlled in accordance with an instruction input from the operator (more specifically, the lens position changing unit 632 is driven and controlled to separate the lens 631 and the adjustment lamp 61). By adjusting the distance to an appropriate value), the spread angle of the light beam emitted from the adjustment lamp 61 is adjusted. That is, the adjustment light irradiation area S formed on the substrate W is adjusted to an appropriate size (adjustment light irradiation area Sb in FIG. 1).

例えば、温度センサ等による計測結果から、図２（ｂ）に示すように、熱処理後の基板Ｗ上の特定の領域に温度不均一領域（ここでは特に、コールドスポットＣ）が形成されることが判明した場合、照射領域制御部９１２は、照射領域サイズ変更機構６３を制御して、調整用ランプ６１が基板Ｗ上に形成する調整光照射領域Ｓのサイズを、コールドスポットＣに応じたサイズに変更する。特に好ましくは、コールドスポットＣと同程度のサイズに変更する。調整光照射領域Ｓは、調整用ランプ６１から出射される光エネルギーによって昇温されることとなり、これによりコールドスポットＣが消滅する（もしくは、その発生が未然に防止される）。   For example, as shown in FIG. 2B, a temperature non-uniform region (in particular, a cold spot C in this case) may be formed in a specific region on the substrate W after the heat treatment based on the measurement result obtained by the temperature sensor or the like. When it becomes clear, the irradiation area control unit 912 controls the irradiation area size changing mechanism 63 to change the size of the adjustment light irradiation area S formed on the substrate W by the adjustment lamp 61 to a size corresponding to the cold spot C. change. Particularly preferably, the size is changed to the same size as the cold spot C. The adjustment light irradiation region S is heated by the light energy emitted from the adjustment lamp 61, and the cold spot C disappears (or the generation thereof is prevented in advance).

〈３．熱処理装置の動作〉
次に、熱処理装置１００における基板Ｗの処理手順について図３を参照しながら説明する。図３は、熱処理装置１００にて実行される処理の流れを示す図である。ここで処理対象となる基板Ｗはイオン注入法により不純物が添加された半導体基板であり、添加された不純物の活性化が熱処理装置１００による熱処理により行われる。なお、以下の処理動作は、制御部９１が所定のタイミングで各構成を制御することによって行われる。 <3. Operation of heat treatment equipment>
Next, a processing procedure for the substrate W in the heat treatment apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a flow of processing executed in the heat treatment apparatus 100. Here, the substrate W to be processed is a semiconductor substrate to which impurities are added by an ion implantation method, and activation of the added impurities is performed by heat treatment by the heat treatment apparatus 100. The following processing operations are performed by the control unit 91 controlling each component at a predetermined timing.

はじめに、イオン注入後の基板Ｗを熱処理装置１００内に搬入する（ステップＳ１）。より具体的には、制御部９１が駆動手段（図示省略）を制御して、ゲートバルブ５１３を開放位置におく。これにより搬送開口部５１１が開放される。続いて、装置外部の搬送ロボットが、イオン注入後の基板Ｗを搬送開口部５１１を通じてチャンバー５内に搬入して、保持部２上に載置する。基板Ｗが保持部２上に載置されると、制御部９１が再び駆動手段（図示省略）を制御して、ゲートバルブ５１３を閉鎖位置におく。これにより搬送開口部５１１が閉鎖され、チャンバー５内部が密閉空間とされる。   First, the substrate W after ion implantation is carried into the heat treatment apparatus 100 (step S1). More specifically, the control unit 91 controls driving means (not shown) to place the gate valve 513 in the open position. As a result, the transport opening 511 is opened. Subsequently, a transfer robot outside the apparatus carries the ion-implanted substrate W into the chamber 5 through the transfer opening 511 and places it on the holding unit 2. When the substrate W is placed on the holding unit 2, the control unit 91 controls the driving means (not shown) again to place the gate valve 513 in the closed position. As a result, the transfer opening 511 is closed and the inside of the chamber 5 is made a sealed space.

続いて、保持部２に保持された基板Ｗを予備加熱する（ステップＳ２）。より具体的には、制御部９１が第１光照射部３を制御して、保持部２に保持された基板Ｗに向けて光を照射させる。この光エネルギーによって基板Ｗが所定の予備加熱温度まで昇温される。このとき、第１光照射部３のハロゲンランプ３１から放射される光は直接に、もしくは、反射板１１や反射カバー３２等で反射されながら、保持部２に保持された基板Ｗへと向かい、これらの光照射により基板Ｗの予備加熱が行われる。   Subsequently, the substrate W held by the holding unit 2 is preheated (step S2). More specifically, the control unit 91 controls the first light irradiation unit 3 to irradiate light toward the substrate W held by the holding unit 2. The substrate W is heated to a predetermined preheating temperature by this light energy. At this time, the light emitted from the halogen lamp 31 of the first light irradiation unit 3 is directed to the substrate W held by the holding unit 2 while being reflected directly or while being reflected by the reflecting plate 11, the reflecting cover 32, or the like. Preheating of the substrate W is performed by these light irradiations.

後述するフラッシュ加熱の前に第１光照射部３により基板Ｗを予備加熱しておくことにより、後述するフラッシュランプ４１からの閃光照射において基板Ｗの表面温度を処理温度まで容易に上昇させることができる。特に、この実施の形態においては、ハロゲンランプ３１を用いて予備加熱を行うので、ホットプレート等を用いた場合に比べて高温（例えば、６００度以上）領域まで基板Ｗを予備昇温させておくことができる。これにより、フラッシュ加熱における昇温幅を小さくすることが可能となり、フラッシュ加熱における基板の割れの発生を防止することができる。   By preheating the substrate W by the first light irradiation unit 3 before flash heating described later, the surface temperature of the substrate W can be easily raised to the processing temperature in flash irradiation from a flash lamp 41 described later. it can. In particular, in this embodiment, since the halogen lamp 31 is used for preheating, the substrate W is preliminarily heated to a higher temperature (for example, 600 degrees or more) region than when a hot plate or the like is used. be able to. This makes it possible to reduce the temperature rise width in flash heating, and to prevent the occurrence of cracks in the substrate in flash heating.

続いて、基板Ｗに対する局所的な加熱処理を行うことにより、基板Ｗの表面温度を調整する（ステップＳ３）。より具体的には、制御部９１が第３光照射部６を制御して、保持部２に保持された基板Ｗの特定領域（例えば、熱処理においてコールドスポットＣが形成されやすいと判明している領域）に向けて光を照射させる。この光エネルギーによって当該特定領域が所定の処理加熱温度まで昇温され、これにより基板Ｗ表面温度の面内均一性が向上する。   Subsequently, the surface temperature of the substrate W is adjusted by performing a local heat treatment on the substrate W (step S3). More specifically, it has been found that the control unit 91 controls the third light irradiation unit 6 to easily form a specific region of the substrate W held on the holding unit 2 (for example, a cold spot C in the heat treatment). Irradiate light toward the area. This specific energy raises the specific region to a predetermined processing heating temperature, thereby improving the in-plane uniformity of the substrate W surface temperature.

ただし、照射位置制御部９１１および照射領域制御部９１２は、ステップＳ３の処理が開始される前に、照射方向変更機構６２および照射領域サイズ変更機構６３をそれぞれ駆動制御して、適切な位置に適切なサイズの調整光照射領域Ｓが形成されるように、調整用ランプ６１の姿勢およびレンズ６３１の位置を予め調整しているものとする。例えば、熱処理後の基板Ｗ上の特定の領域にコールドスポットＣが生じやすいことが事前に判明している場合は、当該領域に調整光照射領域Ｓが形成されるように調整を行う。この調整は、遅くともステップＳ３の処理が開始される時点において完了していればよく、例えば、ステップＳ１の処理を開始する前に行えばよい。また、局所的な加熱処理を行う直前に基板表面の温度を温度センサ等により計測し、得られた計測結果に基づいて調整を行う構成としてもよい。   However, the irradiation position control unit 911 and the irradiation region control unit 912 drive and control the irradiation direction changing mechanism 62 and the irradiation region size changing mechanism 63, respectively, before the processing of step S3 is started, so It is assumed that the posture of the adjustment lamp 61 and the position of the lens 631 are adjusted in advance so that the adjustment light irradiation region S of a proper size is formed. For example, when it has been known in advance that a cold spot C is likely to occur in a specific region on the substrate W after the heat treatment, adjustment is performed so that the adjustment light irradiation region S is formed in the region. This adjustment only needs to be completed at the latest when the process of step S3 is started. For example, the adjustment may be performed before the process of step S1 is started. Alternatively, the temperature of the substrate surface may be measured with a temperature sensor or the like immediately before performing the local heat treatment, and adjustment may be performed based on the obtained measurement result.

続いて、保持部２に保持された基板Ｗをフラッシュ加熱する（ステップＳ４）。より具体的には、制御部９１が第２光照射部４を制御して、保持部２に保持された基板Ｗに向けて閃光（フラッシュ光）を照射させる。この光エネルギーによって基板Ｗが所定の処理加熱温度まで昇温される。このとき、第２光照射部４のフラッシュランプ４１から放射される光の一部は直接に保持部２に保持された基板Ｗへと向かい、他の一部は一旦反射板１１や反射カバー４２により反射されてから基板Ｗへと向かう。これらの閃光照射により基板Ｗのフラッシュ加熱が行われる。   Subsequently, the substrate W held by the holding unit 2 is flash-heated (step S4). More specifically, the control unit 91 controls the second light irradiation unit 4 to irradiate flash light (flash light) toward the substrate W held by the holding unit 2. The substrate W is heated to a predetermined processing heating temperature by this light energy. At this time, a part of the light emitted from the flash lamp 41 of the second light irradiation unit 4 goes directly to the substrate W held by the holding unit 2, and the other part is once reflected on the reflecting plate 11 and the reflecting cover 42. The light travels toward the substrate W after being reflected by. The flash heating of the substrate W is performed by these flash irradiations.

フラッシュ加熱は、フラッシュランプ４１からの閃光照射により行われるため、基板Ｗの表面温度を短時間で上昇することができる。すなわち、第２光照射部４のフラッシュランプ４１から照射される閃光は、予め蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射時間が０．１ミリ秒ないし１０ミリ秒程度の極めて短く強い閃光である。そして、フラッシュランプ４１からの閃光照射によりフラッシュ加熱される基板Ｗの表面温度は、瞬間的に所定の処理温度（例えば、１０００℃ないし１１００℃程度）まで上昇し、基板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。このように、熱処理装置１００では、基板Ｗの表面温度を極めて短時間で昇降することができるため、基板Ｗに添加された不純物の熱による拡散（この拡散現象を、基板Ｗ中の不純物のプロファイルがなまる、ともいう）を抑制しつつ不純物の活性化を行うことができる。なお、添加不純物の活性化に必要な時間はその熱拡散に必要な時間に比較して極めて短いため、０．１ミリセカンドないし１０ミリセカンド程度の拡散が生じない短時間であっても活性化は完了する。   Since the flash heating is performed by flash irradiation from the flash lamp 41, the surface temperature of the substrate W can be increased in a short time. In other words, the flash light emitted from the flash lamp 41 of the second light irradiation unit 4 has an irradiation time of about 0.1 to 10 milliseconds, in which the electrostatic energy stored in advance is converted into an extremely short light pulse. It is a very short and strong flash. The surface temperature of the substrate W that is flash-heated by flash irradiation from the flash lamp 41 instantaneously increases to a predetermined processing temperature (for example, about 1000 ° C. to 1100 ° C.), and impurities added to the substrate W After being activated, the surface temperature drops rapidly. As described above, since the surface temperature of the substrate W can be raised and lowered in a very short time in the heat treatment apparatus 100, diffusion of impurities added to the substrate W due to heat (this diffusion phenomenon is caused by the profile of the impurities in the substrate W). Impurities can be activated while suppressing (also referred to as “bending”). Since the time required for activation of the added impurity is extremely short compared to the time required for thermal diffusion, activation is possible even for a short time when no diffusion of about 0.1 millisecond to 10 millisecond occurs. Is completed.

以上の処理が終了すると、基板Ｗを熱処理装置１００内から搬出する（ステップＳ５）。より具体的には、制御部９１が駆動手段（図示省略）を制御してゲートバルブ５１３を開放位置におく。続いて、装置外部の搬送ロボットが、基板Ｗを搬送開口部５１１を通じてチャンバー５内から搬出する。以上で、熱処理装置１００における基板Ｗの処理が終了する。   When the above processing is completed, the substrate W is unloaded from the heat treatment apparatus 100 (step S5). More specifically, the controller 91 controls the driving means (not shown) to place the gate valve 513 in the open position. Subsequently, a transfer robot outside the apparatus carries the substrate W out of the chamber 5 through the transfer opening 511. Thus, the processing of the substrate W in the heat treatment apparatus 100 is completed.

〈４．効果〉
上記の実施の形態に係る熱処理装置１００は、基板Ｗの全体に向けて光を照射して基板Ｗに対する熱処理（予備加熱処理およびフラッシュ加熱処理）を行う第１および第２の光照射部３，４の他に、基板Ｗの局所領域に向けて光を照射して基板Ｗの表面温度を調整する第３の光照射部６を備える。したがって、熱処理において基板Ｗに温度分布の不均一領域が生じる場合であっても、第３光照射部６を用いて基板Ｗを局所的に加熱することによって、当該温度分布の不均一を解消することができる。これにより、熱処理時における基板Ｗ上の温度分布の面内均一性を向上させることができる。 <4. effect>
The heat treatment apparatus 100 according to the above embodiment includes first and second light irradiation units 3 that perform light treatment (preheating treatment and flash heating treatment) on the substrate W by irradiating light toward the entire substrate W. 4, a third light irradiation unit 6 that adjusts the surface temperature of the substrate W by irradiating light toward the local region of the substrate W is provided. Therefore, even when a non-uniform region of the temperature distribution occurs in the substrate W during the heat treatment, the non-uniform temperature distribution is eliminated by locally heating the substrate W using the third light irradiation unit 6. be able to. Thereby, the in-plane uniformity of the temperature distribution on the substrate W during the heat treatment can be improved.

また、熱処理装置１００においては、調整用ランプ６１がチャンバー側部５１に配設される。すなわち、調整用ランプ６１が、第１光照射部３の備えるハロゲンランプ３１の配設平面および第２光照射部４の備えるフラッシュランプ４１の配設平面のいずれとも異なる面上に配置される。したがって、調整用ランプ６１がハロゲンランプ３１やフラッシュランプ４１から熱的影響を受けにくい。   Further, in the heat treatment apparatus 100, an adjustment lamp 61 is disposed on the chamber side portion 51. That is, the adjustment lamp 61 is disposed on a different surface from both the arrangement plane of the halogen lamp 31 provided in the first light irradiation unit 3 and the arrangement plane of the flash lamp 41 provided in the second light irradiation unit 4. Therefore, the adjustment lamp 61 is hardly affected by the halogen lamp 31 and the flash lamp 41.

特に、調整用ランプ６１を、チャンバー側部５１の上側（すなわち、フラッシュランプ４１側）に配設することによって、調整用ランプ６１がハロゲンランプ３１から受ける熱的影響を低減することができる。すなわち、一瞬の閃光で基板Ｗを熱処理するフラッシュランプ４１に対して、ハロゲンランプ３１はある一定時間連続点灯されることによって基板Ｗを熱処理するため、ハロゲンランプ３１の配設領域の近傍は非常に高温となってしまうところ、調整用ランプ６１をチャンバー側部５１の上側に配設することによって、調整用ランプ６１がハロゲンランプ３１からの熱的影響を受けて昇温することを防止できる。   In particular, by disposing the adjustment lamp 61 on the upper side of the chamber side portion 51 (that is, the flash lamp 41 side), the thermal influence that the adjustment lamp 61 receives from the halogen lamp 31 can be reduced. In other words, the halogen lamp 31 heats the substrate W by continuously lighting the flash lamp 41 that heats the substrate W with a flash of light for a certain period of time. When the temperature of the adjustment lamp 61 becomes high, the adjustment lamp 61 can be prevented from being heated due to the thermal influence from the halogen lamp 31 by disposing the adjustment lamp 61 on the upper side of the chamber side portion 51.

また、熱処理装置１００においては、調整用ランプ６１の光の照射方向を変更させる照射方向変更機構６２を備えるので、調整用ランプ６１からの光の出射方向を任意に調整することができる。さらに、調整用ランプ６１から出射される光線の広がり角を変更させることによって、調整光照射領域Ｓのサイズを変更する照射領域サイズ変更機構６３を備えるので、調整光照射領域Ｓのサイズを任意に調整することができる。したがって、調整用ランプ６１から出射される光を、熱処理において基板Ｗに形成されるコールドスポットＣ領域に確実に入射させることができる。これにより、コールドスポットＣを確実に消滅させて（もしくは、その発生を未然に防止して）、熱処理時における基板Ｗ上の温度分布の面内均一性を大きく向上させることができる。   Further, since the heat treatment apparatus 100 includes the irradiation direction changing mechanism 62 that changes the light irradiation direction of the adjustment lamp 61, the light emission direction from the adjustment lamp 61 can be arbitrarily adjusted. Furthermore, since the irradiation area size changing mechanism 63 that changes the size of the adjustment light irradiation area S by changing the spread angle of the light beam emitted from the adjustment lamp 61 is provided, the size of the adjustment light irradiation area S can be arbitrarily set. Can be adjusted. Therefore, the light emitted from the adjustment lamp 61 can be reliably incident on the cold spot C region formed on the substrate W in the heat treatment. Thereby, the cold spot C can be surely eliminated (or the occurrence thereof can be prevented), and the in-plane uniformity of the temperature distribution on the substrate W during the heat treatment can be greatly improved.

〈５．その他の実施の形態〉
〈５−１．レーザ光源〉
上記の実施の形態に係る熱処理装置１００においては、調整用ランプ６１はハロゲンランプにより構成するものとしたが、これ以外の各種の光源（例えば、レーザ光源）により構成してもよい。調整用ランプ６１としてレーザ光源を用いた場合、小さく絞ったレーザー光スポットで基板Ｗ上の局所領域を走査しながら照射する構成とすることができる。これには、照射方向変更機構６２を各種のレーザ走査機構により構成すればよい。 <5. Other Embodiments>
<5-1. Laser light source>
In the heat treatment apparatus 100 according to the above embodiment, the adjustment lamp 61 is constituted by a halogen lamp, but may be constituted by various other light sources (for example, laser light sources). When a laser light source is used as the adjustment lamp 61, it is possible to irradiate while scanning a local region on the substrate W with a laser beam spot that is narrowed down. For this purpose, the irradiation direction changing mechanism 62 may be constituted by various laser scanning mechanisms.

例えば、図４に示すように、熱処理において、基板Ｗ上の特定の領域（例えば、基板Ｗの周縁に沿って）に温度不均一領域（ここでは特に、コールドスポットＣ）が形成されることが判明した場合、照射位置制御部９１１は、照射方向変更機構６２を制御して、調整用ランプ６１から照射されるレーザ光で当該領域を走査させる。レーザ光の走査領域（すなわち、調整光照射領域Ｓ）は光エネルギーによって昇温されることとなり、これにより当該コールドスポットＣが消滅する（もしくは、その発生が未然に防止される）。   For example, as shown in FIG. 4, in the heat treatment, a temperature non-uniform region (here, in particular, a cold spot C) may be formed in a specific region on the substrate W (for example, along the periphery of the substrate W). When it becomes clear, the irradiation position control unit 911 controls the irradiation direction changing mechanism 62 to scan the area with the laser light emitted from the adjustment lamp 61. The laser beam scanning region (that is, the adjustment light irradiation region S) is heated by the light energy, whereby the cold spot C disappears (or is prevented from occurring).

この構成によると、任意の形状の調整光照射領域Ｓを形成することができるので、例えば、基板Ｗの周縁部領域に沿って形成された円環状のコールドスポットＣ等も確実に消滅させることができる。   According to this configuration, since the adjustment light irradiation region S having an arbitrary shape can be formed, for example, the annular cold spot C formed along the peripheral region of the substrate W can be surely eliminated. it can.

〈５−２．第１光照射部３側に調整用ランプ６１を配設〉
上記の実施の形態に係る熱処理装置１００においては、第３光照射部６の備える調整用ランプ６１が、保持部２と第２光照射部４との間のチャンバー側部５１に設けられるものとしたが（図１参照）、図５に示すように、保持部２と第１光照射部３との間のチャンバー側部５１に設けてもよい（第３光照射部６ａ、調整用ランプ６１ａ）。ただし、図５は、この変形例に係る熱処理装置１００ａの構成を示す側断面図である。 <5-2. An adjustment lamp 61 is provided on the first light irradiation unit 3 side>
In the heat treatment apparatus 100 according to the above embodiment, the adjustment lamp 61 provided in the third light irradiation unit 6 is provided in the chamber side portion 51 between the holding unit 2 and the second light irradiation unit 4. However, as shown in FIG. 5, it may be provided on the chamber side 51 between the holding part 2 and the first light irradiation part 3 (third light irradiation part 6a, adjustment lamp 61a). ). However, FIG. 5 is a side sectional view showing the configuration of the heat treatment apparatus 100a according to this modification.

〈５−３．光照射部３，４と同一の平面に調整用ランプ６１を配設〉
上記の実施の形態に係る熱処理装置１００においては、調整用ランプ６１は、チャンバー側部５１に設けられるものとしたが、図６に示すように、フラッシュランプ４１が配設された平面上に設けてもよい（第３光照射部６ｂ、調整用ランプ６１ｂ）。ただし、図６はこの変形例に係る熱処理装置１００ｂの構成を示す側断面図である。 <5-3. An adjustment lamp 61 is provided on the same plane as the light irradiation units 3 and 4>
In the heat treatment apparatus 100 according to the above embodiment, the adjustment lamp 61 is provided on the chamber side 51. However, as shown in FIG. 6, the adjustment lamp 61 is provided on the plane where the flash lamp 41 is provided. (The 3rd light irradiation part 6b, the lamp | ramp 61b for adjustment) may be sufficient. However, FIG. 6 is a side sectional view showing the configuration of the heat treatment apparatus 100b according to this modification.

また、図７，図８に示すように、ハロゲンランプ３１が配設された平面上に設けてもよい（第３光照射部６ｃ、調整用ランプ６１ｃ）。ただし、図７はこの変形例に係る熱処理装置１００ｃの構成を示す側断面図である。また、図８は、熱処理装置１００ｃを図７の矢印Ｑ３方向からみた縦断面図である。   Moreover, as shown in FIG. 7, FIG. 8, you may provide on the plane in which the halogen lamp 31 was arrange | positioned (3rd light irradiation part 6c, the lamp | ramp 61c for adjustment). However, FIG. 7 is a side sectional view showing the configuration of the heat treatment apparatus 100c according to this modification. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the heat treatment apparatus 100c as seen from the direction of the arrow Q3 in FIG.

調整用ランプ６１を、ハロゲンランプ３１もしくはフラッシュランプ４１が配設された平面上に設ける場合、調整用ランプ６１として、これと同一平面に設けられたランプ（以下において「隣接ランプ」という）とは異なる種類の光源を用いることが望ましい。調整用ランプ６１として、隣接ランプと異なる種類の光源を用いれば、調整用ランプ６１による加熱パターンが、隣接ランプと異なるものとなるので、隣接ランプによる熱処理において生じる温度分布の不均一を有効に解消することができる。   When the adjustment lamp 61 is provided on a plane on which the halogen lamp 31 or the flash lamp 41 is provided, the adjustment lamp 61 is a lamp provided on the same plane (hereinafter referred to as “adjacent lamp”). It is desirable to use different types of light sources. If a light source of a different type from the adjacent lamp is used as the adjusting lamp 61, the heating pattern by the adjusting lamp 61 will be different from that of the adjacent lamp. Therefore, the uneven temperature distribution caused by the heat treatment by the adjacent lamp is effectively eliminated. can do.

例えば、図７に示されるように、調整用ランプ６１をハロゲンランプ３１が配設された平面上に設ける場合（すなわち、隣接ランプがハロゲンランプ３１の場合）、調整用ランプ６１としてハロゲンランプ以外の種類の光源（例えばレーザ光源）を用いることが望ましい。   For example, as shown in FIG. 7, when the adjustment lamp 61 is provided on a plane on which the halogen lamp 31 is disposed (that is, when the adjacent lamp is the halogen lamp 31), the adjustment lamp 61 is not a halogen lamp. It is desirable to use a type of light source (eg, a laser light source).

また、調整用ランプ６１を、ハロゲンランプ３１もしくはフラッシュランプ４１が配設された平面上に設ける場合、調整用ランプ６１として、隣接ランプとは異なる形状（発光形状）の光源を用いることが望ましい。調整用ランプ６１として、隣接ランプと異なる発光形状の光源を用いれば、調整用ランプ６１による加熱パターンが、隣接ランプと異なるものとなるので、隣接ランプによる熱処理において生じる温度分布の不均一を有効に解消することができる。   Further, when the adjustment lamp 61 is provided on the plane where the halogen lamp 31 or the flash lamp 41 is provided, it is desirable to use a light source having a shape (light emission shape) different from that of the adjacent lamp as the adjustment lamp 61. If a light source having a light emission shape different from that of the adjacent lamp is used as the adjustment lamp 61, the heating pattern by the adjustment lamp 61 is different from that of the adjacent lamp. Can be resolved.

例えば、図７に示されるように、調整用ランプ６１を棒状のハロゲンランプ３１が配設された平面上に設ける場合（すなわち、隣接ランプの形状が棒状の場合）、図８に示すように、調整用ランプ６１として棒状以外の光源（例えば、点光源）を用いることが望ましい。   For example, as shown in FIG. 7, when the adjustment lamp 61 is provided on a plane where the rod-shaped halogen lamp 31 is disposed (that is, when the shape of the adjacent lamp is rod-shaped), as shown in FIG. It is desirable to use a light source (for example, a point light source) other than a rod shape as the adjustment lamp 61.

つまり、ハロゲンランプ３１もしくはフラッシュランプ４１が配設された平面上に調整用ランプ６１を設ける場合、調整用ランプ６１として、種類・発光形状の少なくとも一方が隣接ランプと異なる光源を用いることによって、熱処理において生じる温度分布の不均一を有効に解消することができる。   That is, when the adjustment lamp 61 is provided on the plane on which the halogen lamp 31 or the flash lamp 41 is provided, a heat source is used as the adjustment lamp 61 by using a light source that is different in at least one of type and light emission shape from the adjacent lamp. It is possible to effectively eliminate the non-uniform temperature distribution that occurs in

〈５−４．その他〉
上記の実施の形態に係る熱処理装置１００においては、１個の第３光照射部６を備える構成としたが、複数個の第３光照射部６を備える構成としてもよい。例えば、チャンバー側部５１に設けられた調整用ランプ６１を有する第３光照射部６（図１参照）と、チャンバー蓋部５２に設けられた調整用ランプ６１ｂを有する第３光照射部６ｂ（図６参照）との両方を備える構成としてもよい。 <5-4. Others>
In the heat treatment apparatus 100 according to the above embodiment, the single third light irradiation unit 6 is provided. However, a plurality of third light irradiation units 6 may be provided. For example, the third light irradiation unit 6 (see FIG. 1) having the adjustment lamp 61 provided in the chamber side portion 51 and the third light irradiation unit 6b (see FIG. 1) having the adjustment lamp 61b provided in the chamber lid portion 52 (see FIG. 1). It is good also as a structure provided with both.

また、上記の実施の形態に係る熱処理装置１００においては、第３光照射部６は１個の調整用ランプ６１を備える構成としたが、複数個の調整用ランプ６１を備える構成としてもよい。この場合、複数個の調整用ランプ６１それぞれの姿勢およびその光束の広がり角は、それぞれ別個独立に規定するものとしてもよいし、一律に規定するものとしてもよい。また、複数個の調整用ランプ６１のそれぞれは、互いに隣接する位置に配設してもよいし、所定距離をおいて（例えば、同一水平面上の対向する位置に）配設してもよい。   In the heat treatment apparatus 100 according to the above-described embodiment, the third light irradiation unit 6 is configured to include one adjustment lamp 61, but may be configured to include a plurality of adjustment lamps 61. In this case, the posture of each of the plurality of adjustment lamps 61 and the divergence angle of the light beam may be defined independently or may be defined uniformly. Further, each of the plurality of adjustment lamps 61 may be disposed at a position adjacent to each other, or may be disposed at a predetermined distance (for example, at a position facing each other on the same horizontal plane).

また、上記の実施の形態においては、制御部９１によって電気的に制御される照射方向変更機構６２，照射領域サイズ変更機構６３によって調整用ランプ６１の姿勢および広がり角を変更するものとしたが、調整用ランプ６１の姿勢や広がり角を変更する機構は必ずしも電気的制御によるものでなくてもよい。例えば、調整用ランプ６１の出射口と接続され、出射口の位置を規定する軸（ランプ支持軸）をチャンバー５を貫通させて形成する。また、同様に、レンズ６３１の調整用ランプ６１に対する位置を規定する軸（レンズ支持軸）をチャンバー５を貫通させて形成する。これらランプ支持軸やレンズ支持軸の位置を、チャンバー５の外部からオペレータに直接に調整させることによって調整用ランプ６１の姿勢や広がり角を調整する構成としてもよい。この構成によると、オペレータは、チャンバー５の外部から、各種支持軸の位置を変更することによって、調整用ランプ６１の姿勢および広がり角（ひいては、基板Ｗ上に形成される調整光照射領域Ｓの位置および大きさ）を所望通りに調整することができる。   In the above embodiment, the posture and the spread angle of the adjustment lamp 61 are changed by the irradiation direction changing mechanism 62 and the irradiation region size changing mechanism 63 that are electrically controlled by the control unit 91. The mechanism for changing the posture and divergence angle of the adjustment lamp 61 is not necessarily limited to electrical control. For example, an axis (lamp support shaft) that is connected to the emission port of the adjustment lamp 61 and defines the position of the emission port is formed through the chamber 5. Similarly, an axis (lens support axis) that defines the position of the lens 631 relative to the adjustment lamp 61 is formed through the chamber 5. The position of the lamp support shaft and the lens support shaft may be adjusted directly by the operator from the outside of the chamber 5 to adjust the posture and the spread angle of the adjustment lamp 61. According to this configuration, the operator changes the position of the various support shafts from the outside of the chamber 5, thereby adjusting the posture and the spread angle of the adjustment lamp 61 (and thus the adjustment light irradiation region S formed on the substrate W). Position and size) can be adjusted as desired.

また、上記の実施の形態においては、予備加熱処理が終了した後に、基板Ｗに対する局所的な加熱処理を行って基板Ｗの表面温度を調整する処理（図３のステップＳ３）を実行する構成としていたが、ステップＳ３の処理は、必ずしも予備加熱処理後に実行する必要はなく、基板Ｗを熱処理装置１００内に搬入してから搬出するまでの間の任意のタイミングで実行することができる。例えば、予備加熱処理（図３のステップＳ２）と同時に、またフラッシュ加熱処理（図３のステップＳ４）の終了後に、表面温度を調整する処理を開始するとしてもよい。   In the above-described embodiment, after the preliminary heating process is completed, a process for adjusting the surface temperature of the substrate W by performing a local heating process on the substrate W (step S3 in FIG. 3) is performed. However, the process of step S3 is not necessarily performed after the preheating process, and can be performed at an arbitrary timing from when the substrate W is loaded into the heat treatment apparatus 100 to when it is unloaded. For example, a process for adjusting the surface temperature may be started simultaneously with the preliminary heating process (step S2 in FIG. 3) and after the flash heating process (step S4 in FIG. 3).

また、上記の実施の形態においては、チャンバー５は、六角柱であるとしたが、チャンバー５の形状はこれに限らず、各種の柱体形状（例えば、円柱、四角柱、三角柱等）であってもよい。   In the above embodiment, the chamber 5 is a hexagonal column. However, the shape of the chamber 5 is not limited to this, and various columnar shapes (for example, a cylinder, a square column, a triangular column, etc.) may be used. May be.

また、上記の実施の形態においては、２つの光照射部３，４の両方が、保持部２に保持された基板Ｗから１００mm以上離間した位置に配置されるとしたが、必ずしも両方の光照射部３，４を基板Ｗから１００mm以上離間させなくともよい。少なくとも一方の光照射部３，４が１００mm以上離間している構成を有する熱処理装置においては、上記の発明は有効に作用する。というのも、被加熱物である基板Ｗと光照射部との距離が大きくなるほど、基板Ｗを均一に加熱することが難しくなるからである。また、この距離が大きくなることは、すなわち上述した離間距離Ｈ（図１参照）を大きく設定できることを意味しており、これにより、本願発明を有効に機能させることが可能となる。   In the above-described embodiment, both of the two light irradiation units 3 and 4 are arranged at positions separated by 100 mm or more from the substrate W held by the holding unit 2. The portions 3 and 4 need not be separated from the substrate W by 100 mm or more. In the heat treatment apparatus having a configuration in which at least one of the light irradiation sections 3 and 4 is separated by 100 mm or more, the above-described invention works effectively. This is because it becomes difficult to uniformly heat the substrate W as the distance between the substrate W, which is the object to be heated, and the light irradiation unit increases. In addition, an increase in the distance means that the above-mentioned separation distance H (see FIG. 1) can be set large, thereby enabling the present invention to function effectively.

また、上記の実施の形態においては、第２光照射部４は、光源としてキセノンフラッシュランプを備える構成としたが、この光源としてハロゲンランプが用いられてもよい。   In the above embodiment, the second light irradiation unit 4 is configured to include the xenon flash lamp as the light source, but a halogen lamp may be used as the light source.

また、上記の実施の形態においては、第１光照射部３および第２光照射部４のそれぞれは、複数の棒状光源（ハロゲンランプ３１、フラッシュランプ４１）を備える構成としたが、光源は必ずしも棒状でなくともよい。例えば、渦巻き形状の光源を用いてもよい。また、複数個の点光源を規則的に配置してもよい。また、互いに異なる直径を有する複数個の円環状の光源を同心円に配置してもよい。   In the above-described embodiment, each of the first light irradiation unit 3 and the second light irradiation unit 4 includes a plurality of rod-shaped light sources (halogen lamp 31 and flash lamp 41). It does not have to be rod-shaped. For example, a spiral light source may be used. A plurality of point light sources may be arranged regularly. A plurality of annular light sources having different diameters may be arranged concentrically.

また、上記の実施の形態においては、保持部２は、リング状の部材により基板Ｗを支持する構成としたが、基板Ｗを保持する態様はこれに限らない。例えば、平板状の部材（例えば、石英により形成されたステージ）により基板Ｗを支持（面支持）する構成としてもよい。また、このような平板状の部材にさらに複数個の支持ピンを設け、これら複数個の支持ピンにより基板Ｗを支持（点支持）する構成としてもよい。また、各種形状のハンドにより支持する構成としてもよい。   Further, in the above embodiment, the holding unit 2 is configured to support the substrate W by the ring-shaped member, but the mode of holding the substrate W is not limited to this. For example, the substrate W may be supported (surface supported) by a flat plate member (for example, a stage formed of quartz). Moreover, it is good also as a structure which further provides a some support pin in such a plate-shaped member, and supports the board | substrate W by these some support pins (point support). Moreover, it is good also as a structure supported by the hand of various shapes.

熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus. 熱処理装置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 heat processing apparatus. 熱処理装置にて実行される処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process performed with the heat processing apparatus. 熱処理装置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 heat processing apparatus. 変形例に係る熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus which concerns on a modification. 変形例に係る熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus which concerns on a modification. 変形例に係る熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus which concerns on a modification. 変形例に係る熱処理装置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 heat processing apparatus which concerns on a modification.

符号の説明Explanation of symbols

１ 反射体
２ 保持部
３ 第１光照射部
４ 第２光照射部
５ チャンバー
６ 第３光照射部
６１ 調整用ランプ
６２ 照射方向変更機構
６３ 照射領域サイズ変更機構
９１ 制御部
６３１ レンズ
６３２ レンズ位置変更部
１００ 熱処理装置
９１１ 照射位置制御部
９１２ 照射領域制御部
Ｗ 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reflector 2 Holding | maintenance part 3 1st light irradiation part 4 2nd light irradiation part 5 Chamber 6 3rd light irradiation part 61 Adjustment lamp 62 Irradiation direction change mechanism 63 Irradiation area size change mechanism 91 Control part 631 Lens 632 Lens position change Unit 100 heat treatment apparatus 911 irradiation position control unit 912 irradiation region control unit W substrate

Claims (12)

基板に対して光を照射することによって当該基板を加熱処理する熱処理装置であって、
柱体形状の筐体と、
前記筐体の内部にて、前記柱体の底面と平行な姿勢で基板を保持する保持手段と、
それぞれが、前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて光を照射する１以上の光照射手段と、
を備え、
前記１以上の光照射手段が、
それぞれが前記柱体の底面と平行な所定の平面上から前記基板の全体に向けて光を照射する１以上の処理用光照射手段と、
それぞれが前記柱体の側面上の所定位置から前記基板の局所領域に向けて光を照射する１以上の調整用光照射手段と、
を備え、
前記熱処理装置が、
前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段の姿勢を変更することにより当該調整用光照射手段の光の照射方向を変更させる照射方向変更手段と、
前記１以上の処理用光照射手段による基板の加熱処理において前記基板の一部に低温領域が生じる場合に、前記照射方向変更手段を制御して、前記所定の調整用光照射手段に前記低温領域に向けて光を照射させる照射位置制御手段と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 A heat treatment apparatus that heats the substrate by irradiating the substrate with light,
A column-shaped housing;
A holding means for holding the substrate in a posture parallel to the bottom surface of the pillar inside the housing;
One or more light irradiating means each irradiating light toward the substrate from a position separated from the substrate held by the holding means by a predetermined distance;
With
The one or more light irradiation means;
One or more processing light irradiating means each irradiating light from a predetermined plane parallel to the bottom surface of the column body toward the entire substrate;
One or more adjustment light irradiating means each irradiating light from a predetermined position on the side surface of the pillar toward the local region of the substrate;
Equipped with a,
The heat treatment apparatus is
An irradiation direction changing means for changing the light irradiation direction of the adjustment light irradiation means by changing the posture of the predetermined adjustment light irradiation means among the one or more adjustment light irradiation means;
When a low temperature region occurs in a part of the substrate in the heating process of the substrate by the one or more processing light irradiation units, the irradiation direction changing unit is controlled so that the predetermined adjustment light irradiation unit has the low temperature region. Irradiation position control means for irradiating light toward
The heat treatment apparatus according to claim Rukoto equipped with. 基板に対して光を照射することによって当該基板を加熱処理する熱処理装置であって、
柱体形状の筐体と、
前記筐体の内部にて、前記柱体の底面と平行な姿勢で基板を保持する保持手段と、
それぞれが、前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて光を照射する１以上の光照射手段と、
を備え、
前記１以上の光照射手段が、
それぞれが前記柱体の底面と平行な所定の平面上から前記基板の全体に向けて光を照射する１以上の処理用光照射手段と、
それぞれが、前記１以上の処理用光照射手段のうちの所定の処理用光照射手段と同一の平面上から前記基板の局所領域に向けて光を照射する１以上の調整用光照射手段と、
を備え、
前記熱処理装置が、
前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段の姿勢を変更することにより当該調整用光照射手段の光の照射方向を変更させる照射方向変更手段と、
前記１以上の処理用光照射手段による基板の加熱処理において前記基板の一部に低温領域が生じる場合に、前記照射方向変更手段を制御して、前記所定の調整用光照射手段に前記低温領域に向けて光を照射させる照射位置制御手段と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 A heat treatment apparatus that heats the substrate by irradiating the substrate with light,
A column-shaped housing;
A holding means for holding the substrate in a posture parallel to the bottom surface of the pillar inside the housing;
One or more light irradiating means each irradiating light toward the substrate from a position separated from the substrate held by the holding means by a predetermined distance;
With
The one or more light irradiation means;
One or more processing light irradiating means each irradiating light from a predetermined plane parallel to the bottom surface of the column body toward the entire substrate;
One or more adjustment light irradiating means each irradiating light toward the local region of the substrate from the same plane as the predetermined processing light irradiating means of the one or more processing light irradiating means;
Equipped with a,
The heat treatment apparatus is
An irradiation direction changing means for changing the light irradiation direction of the adjustment light irradiation means by changing the posture of the predetermined adjustment light irradiation means among the one or more adjustment light irradiation means;
When a low temperature region occurs in a part of the substrate in the heating process of the substrate by the one or more processing light irradiation units, the irradiation direction changing unit is controlled so that the predetermined adjustment light irradiation unit has the low temperature region. Irradiation position control means for irradiating light toward
The heat treatment apparatus according to claim Rukoto equipped with. 請求項２に記載の熱処理装置であって、
前記１以上の調整用光照射手段のそれぞれが、
前記所定の処理用光照射手段が備える光源と異なる種類の光源、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 2,
Each of the one or more adjustment light irradiating means comprises:
A light source of a different type from the light source provided in the predetermined processing light irradiation means,
A heat treatment apparatus comprising: 請求項２または３に記載の熱処理装置であって、
前記１以上の調整用光照射手段のそれぞれが、
前記所定の処理用光照射手段が備える光源の発光形状と異なる発光形状の光源、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 2 or 3,
Each of the one or more adjustment light irradiating means comprises:
A light source having a light emission shape different from the light emission shape of the light source provided in the predetermined processing light irradiation means,
A heat treatment apparatus comprising: 請求項１から４のいずれかに記載の熱処理装置であって、  The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4,
前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段から出射される光線の広がり角を変更させることによって、前記所定の調整用光照射手段から出射された光線が基板上に入射する領域である調整光照射領域のサイズを変更する照射領域サイズ変更手段、  By changing the divergence angle of the light beam emitted from the predetermined adjustment light irradiation unit among the one or more adjustment light irradiation units, the light beam emitted from the predetermined adjustment light irradiation unit is placed on the substrate. Irradiation area size changing means for changing the size of the adjustment light irradiation area that is the incident area,
を備えることを特徴とする熱処理装置。A heat treatment apparatus comprising: 請求項５に記載の熱処理装置であって、  The heat treatment apparatus according to claim 5,
前記照射領域サイズ変更手段が、  The irradiation area size changing means,
光軸を前記所定の調整用光照射手段の光の照射方向と一致させた姿勢で配置される調整用レンズと、  An adjustment lens disposed in a posture in which an optical axis coincides with the light irradiation direction of the predetermined adjustment light irradiation means;
前記調整用レンズを前記光軸に沿って移動させることによって、前記所定の調整用光照射手段と前記調整用レンズとの離間距離を変更する調整用レンズ位置変更手段と、  An adjustment lens position changing unit that changes a separation distance between the predetermined adjustment light irradiation unit and the adjustment lens by moving the adjustment lens along the optical axis;
を備えることを特徴とする熱処理装置。A heat treatment apparatus comprising: 請求項５または６に記載の熱処理装置であって、  The heat treatment apparatus according to claim 5 or 6,
前記１以上の処理用光照射手段による基板の加熱処理において前記基板の一部に低温領域が生じる場合に、前記照射領域サイズ変更手段を制御して、前記調整光照射領域が前記低温領域に応じたサイズとなるように前記広がり角を変更させる照射領域制御手段、  When a low temperature region occurs in a part of the substrate in the heating process of the substrate by the one or more processing light irradiation means, the irradiation region size changing unit is controlled so that the adjustment light irradiation region corresponds to the low temperature region. Irradiation area control means for changing the spread angle so as to have a different size,
を備えることを特徴とする熱処理装置。A heat treatment apparatus comprising: 請求項１から７のいずれかに記載の熱処理装置であって、  The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7,
前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段が、  Among the one or more adjustment light irradiation means, a predetermined adjustment light irradiation means is
ハロゲンランプ、  Halogen lamp,
を備えることを特徴とする熱処理装置。A heat treatment apparatus comprising: 請求項１から７のいずれかに記載の熱処理装置であって、  The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7,
前記１以上の調整用光照射手段のうちの所定の調整用光照射手段が、  Among the one or more adjustment light irradiation means, a predetermined adjustment light irradiation means is
レーザ光源、  Laser light source,
を備え、With
前記照射位置制御手段が、前記レーザ光源から照射されるレーザ光で、前記低温領域を走査させることを特徴とする熱処理装置。  The heat treatment apparatus, wherein the irradiation position control means scans the low temperature region with laser light emitted from the laser light source. 請求項１から９のいずれかに記載の熱処理装置であって、  A heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 9,
前記１以上の処理用光照射手段のうちの所定の処理用光照射手段が、  Among the one or more processing light irradiation means, a predetermined processing light irradiation means is
閃光を照射するフラッシュランプ、  A flash lamp that emits a flash of light,
を備えることを特徴とする熱処理装置。A heat treatment apparatus comprising: 請求項１から１０のいずれかに記載の熱処理装置であって、  The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 10,
前記１以上の処理用光照射手段のうちの所定の処理用光照射手段が、  Among the one or more processing light irradiation means, a predetermined processing light irradiation means is
ハロゲンランプ、  Halogen lamp,
を備えることを特徴とする熱処理装置。A heat treatment apparatus comprising: 請求項１から１１のいずれかに記載の熱処理装置であって、  The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 11,
前記処理用光照射手段を複数備え、  A plurality of the processing light irradiation means,
複数の前記処理用光照射手段のうち、前記基板の第１の主面側に設けられた第１の処理用光照射手段が、  Among the plurality of processing light irradiation means, a first processing light irradiation means provided on the first main surface side of the substrate,
閃光を照射するフラッシュランプ、  A flash lamp that emits a flash of light,
を備え、With
複数の前記処理用光照射手段のうち、前記基板の第２の主面側に設けられた第２の処理用光照射手段が、  Among the plurality of processing light irradiation means, a second processing light irradiation means provided on the second main surface side of the substrate,
ハロゲンランプ、  Halogen lamp,
を備え、With
前記１以上の調整用光照射手段が、  The one or more adjusting light irradiation means;
前記基板の前記第１の主面側に設けられることを特徴とする熱処理装置。  A heat treatment apparatus provided on the first main surface side of the substrate.
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