JP7304151B2 - Heat treatment method and heat treatment apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウェハー等の薄板状精密電子基板(以下、単に「基板」と称する)にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理方法および熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment method and a heat treatment apparatus for heating a thin precision electronic substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as "substrate") by irradiating the substrate with flash light.

半導体デバイスの製造プロセスにおいて、極めて短時間で半導体ウェハーを加熱するフラッシュランプアニール(FLA)が注目されている。フラッシュランプアニールは、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フラッシュ光を照射することにより、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)に昇温させる熱処理技術である。 Flash lamp annealing (FLA), which heats a semiconductor wafer in an extremely short time, has attracted attention in the manufacturing process of semiconductor devices. Flash lamp annealing uses a xenon flash lamp (hereinafter simply referred to as a "flash lamp" to mean a xenon flash lamp) to irradiate the surface of the semiconductor wafer with flash light, so that only the surface of the semiconductor wafer is extremely annealed. It is a heat treatment technology that raises the temperature in a short time (several milliseconds or less).

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。 The radiation spectral distribution of the xenon flash lamp is from the ultraviolet region to the near-infrared region, the wavelength is shorter than that of the conventional halogen lamp, and it almost matches the fundamental absorption band of the silicon semiconductor wafer. Therefore, when the semiconductor wafer is irradiated with flash light from the xenon flash lamp, it is possible to rapidly raise the temperature of the semiconductor wafer with little transmitted light. In addition, it has been found that only the vicinity of the surface of the semiconductor wafer can be selectively heated by flash light irradiation for a very short period of several milliseconds or less.

このようなフラッシュランプアニールは、極短時間の加熱が必要とされる処理、例えば典型的には半導体ウェハーに注入された不純物の活性化に利用される。イオン注入法によって不純物が注入された半導体ウェハーの表面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射すれば、当該半導体ウェハーの表面を極短時間だけ活性化温度にまで昇温することができ、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。 Such flash lamp annealing is used in processes that require very short heating times, such as activation of impurities typically implanted in semiconductor wafers. By irradiating the surface of a semiconductor wafer into which impurities have been implanted by ion implantation with flash light from a flash lamp, the surface of the semiconductor wafer can be heated to the activation temperature for a very short period of time, and the impurities can be deeply diffused. Therefore, only impurity activation can be performed without causing the activation of the impurities.

一般に、半導体ウェハーを処理する装置では処理手順および処理条件を規定したレシピに従って制御部が装置の各種構成部を制御することによって所望の処理が実行される。特許文献1には、フラッシュランプアニール装置においても、制御部がレシピに基づいて装置の各構成部を制御して半導体ウェハーに対する熱処理を実行することが開示されている。 In general, in an apparatus for processing semiconductor wafers, a desired process is executed by a controller controlling various components of the apparatus in accordance with a recipe that defines processing procedures and processing conditions. Patent Literature 1 discloses that in a flash lamp annealing apparatus as well, a control unit controls each component of the apparatus based on a recipe to perform heat treatment on a semiconductor wafer.

従って、半導体ウェハーのフラッシュ加熱処理に際しては、適切な処理が実行されるようなレシピを選択して設定する必要がある。具体的には、フラッシュ光照射時に半導体ウェハーの表面が過不足無く目標温度に到達するような処理条件のレシピを設定する必要がある。従来においては、少なくとも2種類のレシピを用いて実際に半導体ウェハーに対して試験的にフラッシュ加熱処理を行い、その半導体ウェハーの表面温度を測定することによって最適な処理条件のレシピを設定するようにしていた。 Therefore, in flash heat treatment of semiconductor wafers, it is necessary to select and set a recipe that allows appropriate treatment to be performed. Specifically, it is necessary to set a recipe of processing conditions such that the surface of the semiconductor wafer reaches the target temperature just enough during flash light irradiation. Conventionally, flash heat treatment is actually performed on a semiconductor wafer on a trial basis using at least two types of recipes, and the surface temperature of the semiconductor wafer is measured to set the recipe for optimum treatment conditions. was

特開2009-231652号公報JP 2009-231652 A

しかしながら、上述した従来のレシピ設定手法は、いわば試行錯誤によって最適な条件出しを行っているため、多数のレシピを用いて何回も半導体ウェハーに試験的にフラッシュ加熱処理を行わなければならない場合もあった。また、このような手法は作業者の経験やスキルにも大きく依存しているため、未熟な作業者の場合にはさらに多くのフラッシュ加熱処理を行う必要があった。 However, in the conventional recipe setting method described above, the optimal conditions are determined by trial and error, so it may be necessary to perform flash heat treatment on the semiconductor wafer as a test many times using a large number of recipes. there were. In addition, since such a method greatly depends on the experience and skill of the operator, inexperienced operators have had to perform more flash heat treatments.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熱処理条件の条件設定を容易に行うことができる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。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a heat treatment method and a heat treatment apparatus capable of easily setting heat treatment conditions.

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、処理対象となる基板に処理手順および処理条件を規定したレシピを設定するレシピ設定工程と、前記基板の反射率を測定する反射率測定工程と、前記レシピ設定工程にて設定されたレシピに規定されたフラッシュランプの放電電圧およびフラッシュ光の照射時間と前記反射率測定工程にて測定された反射率とに基づいて、加熱処理時の前記基板の温度を算定する温度算定工程と、前記反射率測定工程にて測定された反射率、前記レシピ設定工程にて設定されたレシピ、および、前記温度算定工程にて算定された前記基板の温度を並べて表示する表示工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 provides a heat treatment method for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light, in which a recipe defining a treatment procedure and treatment conditions is set for the substrate to be treated. a recipe setting step, a reflectance measurement step of measuring the reflectance of the substrate, a flash lamp discharge voltage and flash light irradiation time specified in the recipe set in the recipe setting step, and the reflectance measurement step A temperature calculation step of calculating the temperature of the substrate during heat treatment based on the reflectance measured in the reflectance measured in the reflectance measurement step and the reflectance set in the recipe setting step and a display step of displaying the recipe and the temperature of the substrate calculated in the temperature calculation step side by side.

また、請求項2の発明は、基板に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、処理対象となる基板の反射率を測定する反射率測定工程と、反射率、処理手順および処理条件を規定したレシピ並びに加熱処理時の基板の温度変化を示す温度プロファイルを相互に関連付けたデータベースから前記反射率測定工程にて測定された反射率に対応するレシピおよび基板の温度プロファイルを抽出する抽出工程と、前記抽出工程にて抽出されたレシピおよび基板の温度プロファイルを表示する表示工程と、を備え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, wherein the reflectance measurement step of measuring the reflectance of the substrate to be processed, the reflectance, the processing procedure and the A recipe and a temperature profile of the substrate corresponding to the reflectance measured in the reflectance measurement step are extracted from a database in which recipes defining processing conditions and a temperature profile indicating temperature changes of the substrate during heat treatment are associated with each other. The method is characterized by comprising an extraction step and a display step of displaying the recipe extracted in the extraction step and the temperature profile of the substrate.

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、前記抽出工程にて抽出されたレシピおよび基板の温度プロファイルに基づいて前記処理対象となる基板の処理条件を設定する設定工程をさらに備えることを特徴とする。 Further, according to the invention of claim 3, in the heat treatment method according to the invention of claim 2, the processing conditions of the substrate to be processed are set based on the recipe extracted in the extraction step and the temperature profile of the substrate. It is characterized by further comprising a step.

また、請求項の発明は、基板に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、処理対象となる基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内に収容された前記基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、前記基板に対する処理手順および処理条件を規定したレシピの設定を受け付ける入力部と、前記基板の反射率を測定する反射率測定部と、前記入力部から設定されたレシピに規定された前記フラッシュランプの放電電圧およびフラッシュ光の照射時間と前記反射率測定部によって測定された反射率とに基づいて、加熱処理時の前記基板の温度を算定する温度算定部と、前記反射率測定部によって測定された反射率、前記入力部から設定されたレシピ、および、前記温度算定部によって算定された前記基板の温度を並べて表示する表示部と、を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light, comprising: a chamber containing a substrate to be processed; an input unit for receiving settings of a recipe defining a processing procedure and processing conditions for the substrate; a reflectance measuring unit for measuring the reflectance of the substrate; and a recipe set by the input unit. a temperature calculating unit for calculating the temperature of the substrate during heat treatment based on the prescribed discharge voltage of the flash lamp, the irradiation time of the flash light, and the reflectance measured by the reflectance measuring unit; A display section for displaying side by side the reflectance measured by the rate measuring section, the recipe set by the input section, and the temperature of the substrate calculated by the temperature calculation section.

また、請求項の発明は、基板に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、処理対象となる基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内に収容された前記基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、前記基板の反射率を測定する反射率測定部と、反射率、処理手順および処理条件を規定したレシピ並びに加熱処理時の基板の温度変化を示す温度プロファイルを相互に関連付けたデータベースを格納する記憶部と、前記データベースから前記反射率測定部によって測定された反射率に対応するレシピおよび基板の温度プロファイルを抽出する抽出部と、前記抽出部によって抽出されたレシピおよび基板の温度プロファイルを表示する表示部と、を備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light, comprising: a chamber containing a substrate to be processed; a flash lamp that irradiates the substrate, a reflectance measurement unit that measures the reflectance of the substrate, a recipe that defines the reflectance, the processing procedure and processing conditions , and a temperature profile that indicates the temperature change of the substrate during the heat treatment. an extraction unit for extracting from the database a recipe and substrate temperature profile corresponding to the reflectance measured by the reflectance measurement unit; and a recipe and substrate temperature profile extracted by the extraction unit. and a display for displaying the temperature profile .

また、請求項の発明は、請求項の発明に係る熱処理装置において、前記抽出部によって抽出されたレシピおよび基板の温度プロファイルに基づいて前記処理対象となる基板の処理条件を設定する設定部をさらに備えることを特徴とする。 Further, according to the invention of claim 6 , in the heat treatment apparatus according to the invention of claim 5 , a setting unit for setting processing conditions for the substrate to be processed based on the recipe extracted by the extraction unit and the temperature profile of the substrate. is further provided.

請求項1の発明によれば、レシピ設定工程にて設定されたレシピと反射率測定工程にて測定された反射率とに基づいて、加熱処理時の基板の温度を算定して表示するため、その予測温度を参考にして処理条件を設定することができ、熱処理条件の条件設定を容易に行うことができる。 According to the invention of claim 1, in order to calculate and display the temperature of the substrate during the heat treatment based on the recipe set in the recipe setting step and the reflectance measured in the reflectance measurement step, The processing conditions can be set with reference to the predicted temperature, and the heat treatment conditions can be easily set.

請求項2および請求項3の発明によれば、データベースから測定された反射率に対応するレシピおよび基板の温度プロファイルを抽出し、そのレシピおよび基板の温度プロファイルを表示するため、過去の実績に基づいて処理条件を設定することができ、熱処理条件の条件設定を容易に行うことができる。 According to the inventions of claims 2 and 3, the recipe and substrate temperature profile corresponding to the measured reflectance are extracted from the database, and the recipe and substrate temperature profile are displayed. It is possible to set the processing conditions by using the heat treatment method, and it is possible to easily set the heat treatment conditions.

請求項の発明によれば、入力部から設定されたレシピと反射率測定部によって測定された反射率とに基づいて、加熱処理時の前記基板の温度を算定して表示部に表示するため、その予測温度を参考にして処理条件を設定することができ、熱処理条件の条件設定を容易に行うことができる。 According to the fourth aspect of the invention, the temperature of the substrate during heat treatment is calculated based on the recipe set by the input unit and the reflectance measured by the reflectance measurement unit, and displayed on the display unit. , the processing conditions can be set with reference to the predicted temperature, and the heat treatment conditions can be easily set.

請求項および請求項の発明によれば、データベースから反射率測定部によって測定された反射率に対応するレシピおよび基板の温度プロファイルを抽出し、そのレシピおよび基板の温度プロファイルを表示部に表示するため、過去の実績に基づいて処理条件を設定することができ、熱処理条件の条件設定を容易に行うことができる。 According to the fifth and sixth aspects of the present invention, the recipe and substrate temperature profile corresponding to the reflectance measured by the reflectance measuring section are extracted from the database, and the recipe and substrate temperature profile are displayed on the display section. Therefore, the processing conditions can be set based on the past results, and the heat treatment conditions can be easily set.

本発明に係る熱処理装置を示す平面図である。1 is a plan view showing a heat treatment apparatus according to the present invention; FIG. 図1の熱処理装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of the heat treatment apparatus of FIG. 1; 熱処理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 heat processing part. 保持部の全体外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole external appearance of a holding|maintenance part. サセプタの平面図である。4 is a plan view of the susceptor; FIG. サセプタの断面図である。4 is a cross-sectional view of the susceptor; FIG. 移載機構の平面図である。It is a top view of a transfer mechanism. 移載機構の側面図である。It is a side view of a transfer mechanism. 複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of a plurality of halogen lamps; 反射率測定部および制御部の構成を示す図である。4 is a diagram showing the configuration of a reflectance measurement section and a control section; FIG. 第1実施形態における半導体ウェハーの到達予測温度算定手順を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a procedure for calculating a predicted reaching temperature of a semiconductor wafer in the first embodiment; 表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display screen displayed on a display part. 第2実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part of 2nd Embodiment. 第2実施形態における半導体ウェハーの到達予測温度を求める手順を示すフローチャートである。9 is a flow chart showing a procedure for obtaining a predicted temperature to be reached for a semiconductor wafer in the second embodiment; 第3実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a control unit according to the third embodiment; FIG. 第3実施形態における半導体ウェハーの処理条件の設定手順を示すフローチャートである。10 is a flow chart showing a procedure for setting processing conditions for semiconductor wafers in the third embodiment.

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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<第1実施形態>
まず、本発明に係る熱処理装置の全体構成について説明する。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は基板として円板形状の半導体ウェハー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。処理対象となる半導体ウェハーWのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ300mmやφ450mmである。熱処理装置100に搬入される前の半導体ウェハーWには不純物が注入されており、熱処理装置100による加熱処理によって注入された不純物の活性化処理が実行される。なお、図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また、図1~図3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直交座標系を付している。
<First embodiment>
First, the overall configuration of the heat treatment apparatus according to the present invention will be described. 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 disk-shaped semiconductor wafer W as a substrate with flash light to heat the semiconductor wafer W. As shown in FIG. Although the size of the semiconductor wafer W to be processed is not particularly limited, it is, for example, φ300 mm or φ450 mm. Impurities are implanted into the semiconductor wafer W before it is carried into the heat treatment apparatus 100, and the implanted impurities are activated by heat treatment by the heat treatment apparatus 100. FIG. In addition, in FIG. 1 and subsequent figures, the dimensions and numbers of each part are exaggerated or simplified as necessary for easy understanding. 1 to 3, in order to clarify their directional relationship, an XYZ orthogonal coordinate system is attached in which the Z-axis direction is the vertical direction and the XY plane is the horizontal plane.

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を外部から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230、加熱処理後の半導体ウェハーWの冷却を行う2つの冷却部130,140、半導体ウェハーWにフラッシュ加熱処理を施す熱処理部160並びに冷却部130,140および熱処理部160に対して半導体ウェハーWの受け渡し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 section 101 for loading unprocessed semiconductor wafers W into the apparatus from the outside and unloading processed semiconductor wafers W from the apparatus. alignment section 230 for positioning the semiconductor wafer W, two cooling sections 130 and 140 for cooling the semiconductor wafer W after heat treatment, a heat treatment section 160 for performing flash heat treatment on the semiconductor wafer W, cooling sections 130 and 140, and A transfer robot 150 is provided for transferring the semiconductor wafer W to and from the heat treatment section 160 . The heat treatment apparatus 100 also includes a control unit 3 that controls the operation mechanism and the transfer robot 150 provided in each of the processing units described above to proceed with the flash heat treatment of the semiconductor wafer W. FIG.

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、OHT)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は無人搬送車によってロードポート110から持ち去られる。 The indexer unit 101 includes a load port 110 on which a plurality of carriers C (two in this embodiment) are placed side by side, an unprocessed semiconductor wafer W taken out from each carrier C, and a processed semiconductor wafer loaded onto each carrier C. and a delivery robot 120 for storing W. A carrier C containing unprocessed semiconductor wafers W is transported by an automatic guided vehicle (AGV, OHT) or the like and placed on a load port 110, while a carrier C containing processed semiconductor wafers W is transported by an automatic guided vehicle. is carried away from the load port 110 by the .

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。 In the load port 110, the carrier C is configured to move up and down as indicated by the arrow CU in FIG. ing. In addition to a FOUP (front opening unified pod) in which the semiconductor wafers W are stored in a closed space, the carrier C may be a SMIF (Standard Mechanical Interface) pod or an OC (open pod) in which the stored semiconductor wafers W are exposed to the outside air. cassette).

また、受渡ロボット120は、図1の矢印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230および2つの冷却部130,140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230または冷却部130,140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 the arrow 120S in FIG. 1, and turning and ascending/descending movements as indicated by the arrow 120R. As a result, the delivery robot 120 takes the semiconductor wafers W into and out of the two carriers C and delivers the semiconductor wafers W to the alignment section 230 and the two cooling sections 130 and 140 . The transfer robot 120 takes the semiconductor wafer W into and out of the carrier C by sliding the hand 121 and moving the carrier C up and down. The transfer of the semiconductor wafer W between the delivery robot 120 and the alignment unit 230 or the cooling units 130 and 140 is performed by sliding the hand 121 and lifting the delivery robot 120 .

アライメント部230は、Y軸方向に沿ったインデクサ部101の側方に接続されて設けられている。アライメント部230は、半導体ウェハーWを水平面内で回転させてフラッシュ加熱に適切な向きに向ける処理部である。アライメント部230は、アルミニウム合金製の筐体であるアライメントチャンバー231の内部に、半導体ウェハーWを水平姿勢に支持して回転させる機構(図10の回転支持部237、回転モータ238)、および、半導体ウェハーWの周縁部に形成されたノッチやオリフラ等を光学的に検出する機構などを設けて構成される。また、アライメントチャンバー231には、その内部にて支持されている半導体ウェハーWの表面の反射率を測定する反射率測定部232が設けられている。反射率測定部232は、半導体ウェハーWの表面に光を照射するとともに、当該表面にて反射された反射光を受光し、その反射光の強度から半導体ウェハーWの表面の反射率を測定する。 The alignment section 230 is provided to be connected to the side of the indexer section 101 along the Y-axis direction. The alignment section 230 is a processing section that rotates the semiconductor wafer W in a horizontal plane to orient it appropriately for flash heating. The alignment unit 230 includes a mechanism (a rotation support unit 237 and a rotation motor 238 in FIG. 10) for horizontally supporting and rotating the semiconductor wafer W inside an alignment chamber 231, which is a housing made of aluminum alloy, and a semiconductor wafer W. A mechanism for optically detecting notches, orientation flats, and the like formed on the peripheral edge of the wafer W is provided. Further, the alignment chamber 231 is provided with a reflectance measuring section 232 for measuring the reflectance of the surface of the semiconductor wafer W supported therein. The reflectance measuring unit 232 irradiates the surface of the semiconductor wafer W with light, receives the reflected light reflected by the surface, and measures the reflectance of the surface of the semiconductor wafer W from the intensity of the reflected light.

アライメント部230への半導体ウェハーWの受け渡しは受渡ロボット120によって行われる。受渡ロボット120からアライメントチャンバー231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230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半導体ウェハーWを回転させ、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の向きを調整する。また、反射率測定部232が半導体ウェハーWの表面の反射率を測定する。向き調整の終了した半導体ウェハーWは受渡ロボット120によってアライメントチャンバー231から取り出される。 The transfer robot 120 transfers the semiconductor wafer W to the alignment unit 230 . The semiconductor wafer W is transferred from the transfer robot 120 to the alignment chamber 231 so that the center of the wafer is positioned at a predetermined position. The alignment unit 230 rotates the semiconductor wafer W received from the indexer unit 101 around the vertical axis with the central portion of the semiconductor wafer W as the rotation center, and adjusts the orientation of the semiconductor wafer W by optically detecting a notch or the like. do. Also, the reflectance measuring unit 232 measures the reflectance of the surface of the semiconductor wafer W. FIG. The semiconductor wafer W whose orientation has been adjusted is taken out from the alignment chamber 231 by the delivery robot 120 .

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を収容する搬送チャンバー170が設けられている。その搬送チャンバー170の三方に熱処理部160の処理チャンバー6、冷却部130の第1クールチャンバー131および冷却部140の第2クールチャンバー141が連通接続されている。 A transfer chamber 170 that accommodates the transfer robot 150 is provided as a transfer space for the semiconductor wafer W by the transfer robot 150 . The processing chamber 6 of the heat treatment section 160 , the first cool chamber 131 of the cooling section 130 , and the second cool chamber 141 of the cooling section 140 are connected to three sides of the transfer chamber 170 .

熱処理装置100の主要部である熱処理部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基板処理部である。この熱処理部160の構成についてはさらに後述する。 The thermal processing unit 160, which is the main part of the thermal processing apparatus 100, is a substrate processing unit that irradiates the preheated semiconductor wafer W with flash light (flash light) from the xenon flash lamps FL to perform flash heating processing. The configuration of the thermal processing section 160 will be further described later.

2つの冷却部130,140は、概ね同様の構成を備える。冷却部130,140はそれぞれ、アルミニウム合金製の筐体である第1クールチャンバー131,第2クールチャンバー141の内部に、金属製の冷却プレートと、その上面に載置された石英板とを備える(いずれも図示省略)。当該冷却プレートは、ペルチェ素子または恒温水循環によって常温(約23℃)に温調されている。熱処理部160にてフラッシュ加熱処理が施された半導体ウェハーWは、第1クールチャンバー131または第2クールチャンバー141に搬入されて当該石英板に載置されて冷却される。 The two cooling units 130, 140 have substantially the same configuration. The cooling units 130 and 140 respectively include a metal cooling plate and a quartz plate placed on the upper surface of the first cool chamber 131 and the second cool chamber 141, which are aluminum alloy housings. (both not shown). The cooling plate is temperature-controlled to room temperature (approximately 23° C.) by a Peltier element or constant temperature water circulation. The semiconductor wafer W subjected to the flash heat treatment in the heat treatment section 160 is carried into the first cool chamber 131 or the second cool chamber 141 and placed on the quartz plate to be cooled.

第1クールチャンバー131および第2クールチャンバー141はともに、インデクサ部101と搬送チャンバー170との間にて、それらの双方に接続されている。第1クールチャンバー131および第2クールチャンバー141には、半導体ウェハーWを搬入出するための2つの開口が形設されている。第1クールチャンバー131の2つの開口のうちインデクサ部101に接続される開口はゲートバルブ181によって開閉可能とされている。一方、第1クールチャンバー131の搬送チャンバー170に接続される開口はゲートバルブ183によって開閉可能とされている。すなわち、第1クールチャンバー131とインデクサ部101とはゲートバルブ181を介して接続され、第1クールチャンバー131と搬送チャンバー170とはゲートバルブ183を介して接続されている。 Both the first cool chamber 131 and the second cool chamber 141 are connected to both the indexer section 101 and the transfer chamber 170 between them. The first cool chamber 131 and the second cool chamber 141 are formed with two openings through which the semiconductor wafer W is carried in and out. Of the two openings of the first cool chamber 131 , the opening connected to the indexer section 101 can be opened and closed by a gate valve 181 . On the other hand, the opening connected to the transfer chamber 170 of the first cool chamber 131 can be opened and closed by a gate valve 183 . That is, the first cool chamber 131 and the indexer section 101 are connected through the gate valve 181 , and the first cool chamber 131 and the transfer chamber 170 are connected through the gate valve 183 .

インデクサ部101と第1クールチャンバー131との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ181が開放される。また、第1クールチャンバー131と搬送チャンバー170との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ183が開放される。ゲートバルブ181およびゲートバルブ183が閉鎖されているときには、第1クールチャンバー131の内部が密閉空間となる。 When transferring the semiconductor wafer W between the indexer section 101 and the first cool chamber 131, the gate valve 181 is opened. Further, when transferring the semiconductor wafer W between the first cool chamber 131 and the transfer chamber 170, the gate valve 183 is opened. When the gate valve 181 and the gate valve 183 are closed, the inside of the first cool chamber 131 becomes a closed space.

また、第2クールチャンバー141の2つの開口のうちインデクサ部101に接続される開口はゲートバルブ182によって開閉可能とされている。一方、第2クールチャンバー141の搬送チャンバー170に接続される開口はゲートバルブ184によって開閉可能とされている。すなわち、第2クールチャンバー141とインデクサ部101とはゲートバルブ182を介して接続され、第2クールチャンバー141と搬送チャンバー170とはゲートバルブ184を介して接続されている。 The opening connected to the indexer section 101 of the two openings of the second cool chamber 141 can be opened and closed by a gate valve 182 . On the other hand, the opening connected to the transfer chamber 170 of the second cool chamber 141 can be opened and closed by a gate valve 184 . That is, the second cool chamber 141 and the indexer section 101 are connected through the gate valve 182 , and the second cool chamber 141 and the transfer chamber 170 are connected through the gate valve 184 .

インデクサ部101と第2クールチャンバー141との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ182が開放される。また、第2クールチャンバー141と搬送チャンバー170との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ184が開放される。ゲートバルブ182およびゲートバルブ184が閉鎖されているときには、第2クールチャンバー141の内部が密閉空間となる。 When transferring the semiconductor wafer W between the indexer section 101 and the second cool chamber 141, the gate valve 182 is opened. Further, when transferring the semiconductor wafer W between the second cool chamber 141 and the transfer chamber 170, the gate valve 184 is opened. When the gate valve 182 and the gate valve 184 are closed, the inside of the second cool chamber 141 becomes a closed space.

さらに、冷却部130,140はそれぞれ、第1クールチャンバー131,第2クールチャンバー141に清浄な窒素ガスを供給するガス供給機構とチャンバー内の雰囲気を排気する排気機構とを備える。これらのガス供給機構および排気機構は、流量を2段階に切り換え可能とされていても良い。 Furthermore, the cooling units 130 and 140 respectively include a gas supply mechanism for supplying clean nitrogen gas to the first cool chamber 131 and the second cool chamber 141 and an exhaust mechanism for exhausting the atmosphere in the chambers. These gas supply mechanism and exhaust mechanism may be capable of switching the flow rate in two stages.

搬送チャンバー170に設けられた搬送ロボット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。搬送ロボット150は、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を保持する搬送ハンド151a,151bが設けられている。これらの搬送ハンド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つの搬送ハンド151a,151bを昇降移動させる。 The transfer robot 150 provided in the transfer chamber 170 is rotatable about a vertical axis as indicated by an arrow 150R. The transfer robot 150 has two link mechanisms consisting of a plurality of arm segments, and transfer hands 151a and 151b for holding semiconductor wafers W are provided at the ends of these two link mechanisms, respectively. These transfer hands 151a and 151b are vertically arranged with a predetermined pitch therebetween, and are linearly slidable in the same horizontal direction independently by a link mechanism. In addition, the transport robot 150 vertically moves the two transport hands 151a and 151b while keeping them separated by a predetermined pitch by vertically moving the base on which the two link mechanisms are provided.

搬送ロボット150が第1クールチャンバー131、第2クールチャンバー141または熱処理部160の処理チャンバー6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、両搬送ハンド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ハンド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、搬送ハンド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。 When the transfer robot 150 transfers (inserts and removes) the semiconductor wafer W to and from the first cool chamber 131, the second cool chamber 141, or the processing chamber 6 of the heat treatment section 160, first, both transfer hands 151a and 151b are It turns so as to face the transfer partner, and after that (or while it is turning) it moves up and down to a height where one of the transfer hands transfers the semiconductor wafer W to the transfer partner. Then, the transfer hand 151a (151b) is linearly slid in the horizontal direction to transfer the semiconductor wafer W to the transfer partner.

搬送ロボット150と受渡ロボット120との半導体ウェハーWの受け渡しは冷却部130,140を介して行うことができる。すなわち、冷却部130の第1クールチャンバー131および冷却部140の第2クールチャンバー141は、搬送ロボット150と受渡ロボット120との間で半導体ウェハーWを受け渡すためのパスとしても機能するものである。具体的には、搬送ロボット150または受渡ロボット120のうちの一方が第1クールチャンバー131または第2クールチャンバー141に渡した半導体ウェハーWを他方が受け取ることによって半導体ウェハーWの受け渡しが行われる。搬送ロボット150および受渡ロボット120によって半導体ウェハーWをキャリアCから熱処理部160にまで搬送する搬送機構が構成される。 Transfer of the semiconductor wafer W between the transfer robot 150 and the transfer robot 120 can be performed via the cooling units 130 and 140 . That is, the first cool chamber 131 of the cooling unit 130 and the second cool chamber 141 of the cooling unit 140 also function as paths for transferring the semiconductor wafer W between the transfer robot 150 and the delivery robot 120. . Specifically, the transfer of the semiconductor wafer W is performed by one of the transfer robot 150 and the transfer robot 120 receiving the semiconductor wafer W transferred to the first cool chamber 131 or the second cool chamber 141 by the other. The transfer robot 150 and the delivery robot 120 constitute a transfer mechanism for transferring the semiconductor wafer W from the carrier C to the heat treatment section 160 .

上述したように、第1クールチャンバー131および第2クールチャンバー141とインデクサ部101との間にはそれぞれゲートバルブ181,182が設けられている。また、搬送チャンバー170と第1クールチャンバー131および第2クールチャンバー141との間にはそれぞれゲートバルブ183,184が設けられている。さらに、搬送チャンバー170と熱処理部160の処理チャンバー6との間にはゲートバルブ185が設けられている。熱処理装置100内にて半導体ウェハーWが搬送される際には、適宜これらのゲートバルブが開閉される。また、搬送チャンバー170およびアライメントチャンバー231にもガス供給部から窒素ガスが供給されるとともに、それらの内部の雰囲気が排気部によって排気される(いずれも図示省略)。 As described above, gate valves 181 and 182 are provided between the first cool chamber 131 and the second cool chamber 141 and the indexer section 101, respectively. Gate valves 183 and 184 are provided between the transfer chamber 170 and the first cool chamber 131 and the second cool chamber 141, respectively. Furthermore, a gate valve 185 is provided between the transfer chamber 170 and the processing chamber 6 of the thermal processing section 160 . When the semiconductor wafer W is transported within the heat treatment apparatus 100, these gate valves are appropriately opened and closed. Nitrogen gas is also supplied to the transfer chamber 170 and the alignment chamber 231 from the gas supply unit, and the atmosphere inside them is exhausted by the exhaust unit (not shown).

次に、熱処理部160の構成について説明する。図3は、熱処理部160の構成を示す縦断面図である。熱処理部160は、半導体ウェハーWを収容して加熱処理を行う処理チャンバー6と、複数のフラッシュランプFLを内蔵するフラッシュランプハウス5と、複数のハロゲンランプHLを内蔵するハロゲンランプハウス4と、を備える。処理チャンバー6の上側にフラッシュランプハウス5が設けられるとともに、下側にハロゲンランプハウス4が設けられている。また、熱処理部160は、処理チャンバー6の内部に、半導体ウェハーWを水平姿勢に保持する保持部7と、保持部7と搬送ロボット150との間で半導体ウェハーWの受け渡しを行う移載機構10と、を備える。 Next, the configuration of the thermal processing section 160 will be described. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the structure of the thermal processing section 160. As shown in FIG. The heat treatment section 160 includes a processing chamber 6 for housing a semiconductor wafer W and performing heat treatment, a flash lamp house 5 containing a plurality of flash lamps FL, and a halogen lamp house 4 containing a plurality of halogen lamps HL. Prepare. A flash lamp house 5 is provided on the upper side of the processing chamber 6, and a halogen lamp house 4 is provided on the lower side. The thermal processing unit 160 also includes a holding unit 7 that holds the semiconductor wafer W in a horizontal posture inside the processing chamber 6, and a transfer mechanism 10 that transfers the semiconductor wafer W between the holding unit 7 and the transfer robot 150. And prepare.

処理チャンバー6は、筒状のチャンバー側部61の上下に石英製のチャンバー窓を装着して構成されている。チャンバー側部61は上下が開口された概略筒形状を有しており、上側開口には上側チャンバー窓63が装着されて閉塞され、下側開口には下側チャンバー窓64が装着されて閉塞されている。処理チャンバー6の天井部を構成する上側チャンバー窓63は、石英により形成された円板形状部材であり、フラッシュランプFLから出射されたフラッシュ光を処理チャンバー6内に透過する石英窓として機能する。また、処理チャンバー6の床部を構成する下側チャンバー窓64も、石英により形成された円板形状部材であり、ハロゲンランプHLからの光を処理チャンバー6内に透過する石英窓として機能する。 The processing chamber 6 is configured by mounting chamber windows made of quartz on the upper and lower sides of a cylindrical chamber side portion 61 . The chamber side part 61 has a substantially cylindrical shape with upper and lower openings, the upper opening being closed by an upper chamber window 63, and the lower opening being closed by a lower chamber window 64. ing. The upper chamber window 63 that forms the ceiling of the processing chamber 6 is a disk-shaped member made of quartz and functions as a quartz window that transmits flash light emitted from the flash lamp FL into the processing chamber 6 . The lower chamber window 64 forming the floor of the processing chamber 6 is also a disk-shaped member made of quartz and functions as a quartz window through which the light from the halogen lamp HL is transmitted into the processing chamber 6 .

また、チャンバー側部61の内側の壁面の上部には反射リング68が装着され、下部には反射リング69が装着されている。反射リング68,69は、ともに円環状に形成されている。上側の反射リング68は、チャンバー側部61の上側から嵌め込むことによって装着される。一方、下側の反射リング69は、チャンバー側部61の下側から嵌め込んで図示省略のビスで留めることによって装着される。すなわち、反射リング68,69は、ともに着脱自在にチャンバー側部61に装着されるものである。処理チャンバー6の内側空間、すなわち上側チャンバー窓63、下側チャンバー窓64、チャンバー側部61および反射リング68,69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。 A reflecting ring 68 is attached to the upper portion of the inner wall surface of the chamber side portion 61, and a reflecting ring 69 is attached to the lower portion thereof. Both the reflecting rings 68 and 69 are formed in an annular shape. The upper reflector ring 68 is attached by fitting from the upper side of the chamber side 61 . On the other hand, the lower reflecting ring 69 is attached by fitting from the lower side of the chamber side portion 61 and fastening with screws (not shown). That is, both the reflecting rings 68 and 69 are detachably attached to the chamber side portion 61 . A space inside the processing chamber 6 , ie, a space surrounded by the upper chamber window 63 , the lower chamber window 64 , the chamber side portion 61 and the reflective rings 68 and 69 is defined as a thermal processing space 65 .

チャンバー側部61に反射リング68,69が装着されることによって、処理チャンバー6の内壁面に凹部62が形成される。すなわち、チャンバー側部61の内壁面のうち反射リング68,69が装着されていない中央部分と、反射リング68の下端面と、反射リング69の上端面とで囲まれた凹部62が形成される。凹部62は、処理チャンバー6の内壁面に水平方向に沿って円環状に形成され、半導体ウェハーWを保持する保持部7を囲繞する。チャンバー側部61および反射リング68,69は、強度と耐熱性に優れた金属材料(例えば、ステンレススチール)にて形成されている。 A concave portion 62 is formed in the inner wall surface of the processing chamber 6 by attaching the reflecting rings 68 and 69 to the chamber side portion 61 . That is, the recess 62 is formed by the central portion of the inner wall surface of the chamber side portion 61 where the reflecting rings 68 and 69 are not attached, the lower end surface of the reflecting ring 68, and the upper end surface of the reflecting ring 69. . The concave portion 62 is formed in an annular shape along the horizontal direction on the inner wall surface of the processing chamber 6 and surrounds the holding portion 7 that holds the semiconductor wafer W. As shown in FIG. The chamber side portion 61 and the reflecting rings 68, 69 are made of a metallic material (for example, stainless steel) having excellent strength and heat resistance.

また、チャンバー側部61には、処理チャンバー6に対して半導体ウェハーWの搬入および搬出を行うための搬送開口部(炉口)66が形設されている。搬送開口部66は、ゲートバルブ185によって開閉可能とされている。搬送開口部66は凹部62の外周面に連通接続されている。このため、ゲートバルブ185が搬送開口部66を開放しているときには、搬送開口部66から凹部62を通過して熱処理空間65への半導体ウェハーWの搬入および熱処理空間65からの半導体ウェハーWの搬出を行うことができる。また、ゲートバルブ185が搬送開口部66を閉鎖すると処理チャンバー6内の熱処理空間65が密閉空間とされる。 A transfer opening (furnace port) 66 for transferring the semiconductor wafer W into and out of the processing chamber 6 is formed in the chamber side portion 61 . The transport opening 66 can be opened and closed by a gate valve 185 . The conveying opening 66 is communicated with the outer peripheral surface of the recess 62 . Therefore, when the gate valve 185 opens the transfer opening 66 , the semiconductor wafer W can be transferred from the transfer opening 66 to the heat treatment space 65 through the recess 62 and transferred from the heat treatment space 65 . It can be performed. Further, when the gate valve 185 closes the transfer opening 66, the heat processing space 65 in the processing chamber 6 becomes a closed space.

また、処理チャンバー6の内壁上部には熱処理空間65に処理ガスを供給するガス供給孔81が形設されている。ガス供給孔81は、凹部62よりも上側位置に形設されており、反射リング68に設けられていても良い。ガス供給孔81は処理チャンバー6の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間82を介してガス供給管83に連通接続されている。ガス供給管83は処理ガス供給源85に接続されている。また、ガス供給管83の経路途中にはバルブ84が介挿されている。バルブ84が開放されると、処理ガス供給源85から緩衝空間82に処理ガスが送給される。緩衝空間82に流入した処理ガスは、ガス供給孔81よりも流体抵抗の小さい緩衝空間82内を拡がるように流れてガス供給孔81から熱処理空間65内へと供給される。処理ガスとしては、窒素(N)等の不活性ガス、または、水素(H)、アンモニア(NH)等の反応性ガスを用いることができる(本実施形態では窒素)。 A gas supply hole 81 for supplying a processing gas to the heat processing space 65 is formed in the upper portion of the inner wall of the processing chamber 6 . The gas supply hole 81 is formed above the recess 62 and may be provided in the reflection ring 68 . The gas supply hole 81 is communicated with a gas supply pipe 83 through an annular buffer space 82 formed inside the side wall of the processing chamber 6 . The gas supply pipe 83 is connected to a process gas supply source 85 . A valve 84 is inserted in the middle of the path of the gas supply pipe 83 . When valve 84 is opened, process gas is delivered from process gas supply 85 to buffer space 82 . The processing gas that has flowed into the buffer space 82 flows so as to expand in the buffer space 82 having a smaller fluid resistance than the gas supply hole 81 and is supplied from the gas supply hole 81 into the heat treatment space 65 . As the processing gas, an inert gas such as nitrogen (N 2 ) or a reactive gas such as hydrogen (H 2 ) or ammonia (NH 3 ) can be used (nitrogen in this embodiment).

一方、処理チャンバー6の内壁下部には熱処理空間65内の気体を排気するガス排気孔86が形設されている。ガス排気孔86は、凹部62よりも下側位置に形設されており、反射リング69に設けられていても良い。ガス排気孔86は処理チャンバー6の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間87を介してガス排気管88に連通接続されている。ガス排気管88は排気機構190に接続されている。また、ガス排気管88の経路途中にはバルブ89が介挿されている。バルブ89が開放されると、熱処理空間65の気体がガス排気孔86から緩衝空間87を経てガス排気管88へと排出される。なお、ガス供給孔81およびガス排気孔86は、処理チャンバー6の周方向に沿って複数設けられていても良いし、スリット状のものであっても良い。また、処理ガス供給源85および排気機構190は、熱処理装置100に設けられた機構であっても良いし、熱処理装置100が設置される工場のユーティリティであっても良い。 On the other hand, a gas exhaust hole 86 for exhausting the gas in the heat treatment space 65 is formed in the lower inner wall of the processing chamber 6 . The gas exhaust hole 86 is formed below the recess 62 and may be provided in the reflecting ring 69 . The gas exhaust hole 86 is communicated with a gas exhaust pipe 88 through an annular buffer space 87 formed inside the side wall of the processing chamber 6 . The gas exhaust pipe 88 is connected to an exhaust mechanism 190 . A valve 89 is inserted in the middle of the path of the gas exhaust pipe 88 . When the valve 89 is opened, the gas in the heat treatment space 65 is discharged from the gas exhaust hole 86 to the gas exhaust pipe 88 through the buffer space 87 . A plurality of gas supply holes 81 and gas exhaust holes 86 may be provided along the circumferential direction of the processing chamber 6, or may be slit-shaped. Further, the processing gas supply source 85 and the exhaust mechanism 190 may be mechanisms provided in the heat treatment apparatus 100, or may be utilities of the factory where the heat treatment apparatus 100 is installed.

また、搬送開口部66の先端にも熱処理空間65内の気体を排出するガス排気管191が接続されている。ガス排気管191はバルブ192を介して排気機構190に接続されている。バルブ192を開放することによって、搬送開口部66を介して処理チャンバー6内の気体が排気される。 A gas exhaust pipe 191 for exhausting the gas in the heat treatment space 65 is also connected to the tip of the transfer opening 66 . A gas exhaust pipe 191 is connected to an exhaust mechanism 190 via a valve 192 . By opening the valve 192 , gases within the processing chamber 6 are exhausted through the transfer opening 66 .

図4は、保持部7の全体外観を示す斜視図である。保持部7は、基台リング71、連結部72およびサセプタ74を備えて構成される。基台リング71、連結部72およびサセプタ74はいずれも石英にて形成されている。すなわち、保持部7の全体が石英にて形成されている。 FIG. 4 is a perspective view showing the overall appearance of the holding portion 7. As shown in FIG. The holding portion 7 includes a base ring 71 , a connecting portion 72 and a susceptor 74 . The base ring 71, the connecting portion 72 and the susceptor 74 are all made of quartz. That is, the entire holding portion 7 is made of quartz.

基台リング71は円環形状から一部が欠落した円弧形状の石英部材である。この欠落部分は、後述する移載機構10の移載アーム11と基台リング71との干渉を防ぐために設けられている。基台リング71は凹部62の底面に載置されることによって、処理チャンバー6の壁面に支持されることとなる(図3参照)。基台リング71の上面に、その円環形状の周方向に沿って複数の連結部72(本実施形態では4個)が立設される。連結部72も石英の部材であり、溶接によって基台リング71に固着される。 The base ring 71 is an arc-shaped quartz member that is partly missing from an annular ring. This missing portion is provided to prevent interference between the transfer arm 11 of the transfer mechanism 10 and the base ring 71, which will be described later. By placing the base ring 71 on the bottom surface of the recess 62, the base ring 71 is supported by the wall surface of the processing chamber 6 (see FIG. 3). A plurality of connecting portions 72 (four in this embodiment) are erected on the upper surface of the base ring 71 along the circumferential direction of the annular shape. The connecting portion 72 is also a quartz member and is fixed to the base ring 71 by welding.

サセプタ74は基台リング71に設けられた4個の連結部72によって支持される。図5は、サセプタ74の平面図である。また、図6は、サセプタ74の断面図である。サセプタ74は、保持プレート75、ガイドリング76および複数の基板支持ピン77を備える。保持プレート75は、石英にて形成された略円形の平板状部材である。保持プレート75の直径は半導体ウェハーWの直径よりも大きい。すなわち、保持プレート75は、半導体ウェハーWよりも大きな平面サイズを有する。 The susceptor 74 is supported by four connecting portions 72 provided on the base ring 71 . FIG. 5 is a plan view of the susceptor 74. FIG. 6 is a cross-sectional view of the susceptor 74. As shown in FIG. The susceptor 74 comprises a retaining plate 75 , a guide ring 76 and a plurality of substrate support pins 77 . The holding plate 75 is a substantially circular flat member made of quartz. The diameter of the holding plate 75 is larger than the diameter of the semiconductor wafer W. That is, the holding plate 75 has a planar size larger than the semiconductor wafer W. As shown in FIG.

保持プレート75の上面周縁部にガイドリング76が設置されている。ガイドリング76は、半導体ウェハーWの直径よりも大きな内径を有する円環形状の部材である。例えば、半導体ウェハーWの直径がφ300mmの場合、ガイドリング76の内径はφ320mmである。ガイドリング76の内周は、保持プレート75から上方に向けて広くなるようなテーパ面とされている。ガイドリング76は、保持プレート75と同様の石英にて形成される。ガイドリング76は、保持プレート75の上面に溶着するようにしても良いし、別途加工したピンなどによって保持プレート75に固定するようにしても良い。或いは、保持プレート75とガイドリング76とを一体の部材として加工するようにしても良い。 A guide ring 76 is installed on the peripheral edge of the upper surface of the holding plate 75 . The guide ring 76 is an annular member having an inner diameter larger than the diameter of the semiconductor wafer W. As shown in FIG. For example, when the diameter of the semiconductor wafer W is φ300 mm, the inner diameter of the guide ring 76 is φ320 mm. The inner circumference of the guide ring 76 is tapered such that it widens upward from the holding plate 75 . The guide ring 76 is made of quartz similar to the holding plate 75 . The guide ring 76 may be welded to the upper surface of the holding plate 75, or may be fixed to the holding plate 75 by a separately processed pin or the like. Alternatively, the holding plate 75 and the guide ring 76 may be processed as an integral member.

保持プレート75の上面のうちガイドリング76よりも内側の領域が半導体ウェハーWを保持する平面状の保持面75aとされる。保持プレート75の保持面75aには、複数の基板支持ピン77が立設されている。本実施形態においては、保持面75aの外周円(ガイドリング76の内周円)と同心円の周上に沿って30°毎に計12個の基板支持ピン77が立設されている。12個の基板支持ピン77を配置した円の径(対向する基板支持ピン77間の距離)は半導体ウェハーWの径よりも小さく、半導体ウェハーWの径がφ300mmであればφ270mm~φ280mm(本実施形態ではφ270mm)である。それぞれの基板支持ピン77は石英にて形成されている。複数の基板支持ピン77は、保持プレート75の上面に溶接によって設けるようにしても良いし、保持プレート75と一体に加工するようにしても良い。 A region of the upper surface of the holding plate 75 inside the guide ring 76 serves as a planar holding surface 75a for holding the semiconductor wafer W. As shown in FIG. A plurality of substrate support pins 77 are erected on the holding surface 75 a of the holding plate 75 . In this embodiment, a total of 12 substrate support pins 77 are erected at 30° intervals along a circle concentric with the outer circumference of the holding surface 75a (the inner circumference of the guide ring 76). The diameter of the circle in which the 12 substrate support pins 77 are arranged (the distance between the opposing substrate support pins 77) is smaller than the diameter of the semiconductor wafer W. 270 mm in shape). Each substrate support pin 77 is made of quartz. The plurality of substrate support pins 77 may be provided on the upper surface of the holding plate 75 by welding, or may be processed integrally with the holding plate 75 .

図4に戻り、基台リング71に立設された4個の連結部72とサセプタ74の保持プレート75の周縁部とが溶接によって固着される。すなわち、サセプタ74と基台リング71とは連結部72によって固定的に連結されている。このような保持部7の基台リング71が処理チャンバー6の壁面に支持されることによって、保持部7が処理チャンバー6に装着される。保持部7が処理チャンバー6に装着された状態においては、サセプタ74の保持プレート75は水平姿勢(法線が鉛直方向と一致する姿勢)となる。すなわち、保持プレート75の保持面75aは水平面となる。 Returning to FIG. 4, the four connecting portions 72 erected on the base ring 71 and the peripheral portion of the holding plate 75 of the susceptor 74 are fixed by welding. That is, the susceptor 74 and the base ring 71 are fixedly connected by the connecting portion 72 . The holder 7 is attached to the processing chamber 6 by supporting the base ring 71 of the holder 7 on the wall surface of the processing chamber 6 . When the holding part 7 is attached to the processing chamber 6, the holding plate 75 of the susceptor 74 is in a horizontal posture (a posture in which the normal line is aligned with the vertical direction). That is, the holding surface 75a of the holding plate 75 becomes a horizontal surface.

処理チャンバー6に搬入された半導体ウェハーWは、処理チャンバー6に装着された保持部7のサセプタ74の上に水平姿勢にて載置されて保持される。このとき、半導体ウェハーWは保持プレート75上に立設された12個の基板支持ピン77によって支持されてサセプタ74に保持される。より厳密には、12個の基板支持ピン77の上端部が半導体ウェハーWの下面に接触して当該半導体ウェハーWを支持する。12個の基板支持ピン77の高さ(基板支持ピン77の上端から保持プレート75の保持面75aまでの距離)は均一であるため、12個の基板支持ピン77によって半導体ウェハーWを水平姿勢に支持することができる。 The semiconductor wafer W loaded into the processing chamber 6 is placed and held in a horizontal position on the susceptor 74 of the holding section 7 mounted in the processing chamber 6 . At this time, the semiconductor wafer W is held by the susceptor 74 while being supported by 12 substrate support pins 77 erected on the holding plate 75 . More strictly, the upper ends of the 12 substrate support pins 77 are in contact with the lower surface of the semiconductor wafer W to support the semiconductor wafer W. As shown in FIG. Since the height of the 12 substrate support pins 77 (the distance from the upper end of the substrate support pin 77 to the holding surface 75a of the holding plate 75) is uniform, the semiconductor wafer W can be horizontally positioned by the 12 substrate support pins 77. can support.

また、半導体ウェハーWは複数の基板支持ピン77によって保持プレート75の保持面75aから所定の間隔を隔てて支持されることとなる。基板支持ピン77の高さよりもガイドリング76の厚さの方が大きい。従って、複数の基板支持ピン77によって支持された半導体ウェハーWの水平方向の位置ずれはガイドリング76によって防止される。 Also, the semiconductor wafer W is supported by a plurality of substrate support pins 77 at a predetermined distance from the holding surface 75a of the holding plate 75. As shown in FIG. The thickness of the guide ring 76 is greater than the height of the board support pins 77 . Accordingly, the guide ring 76 prevents the semiconductor wafer W supported by the plurality of substrate support pins 77 from being displaced in the horizontal direction.

また、図4および図5に示すように、サセプタ74の保持プレート75には、上下に貫通して開口部78が形成されている。開口部78は、下部放射温度計20(図3参照)がサセプタ74に保持された半導体ウェハーWの下面から放射される放射光(赤外光)を受光するために設けられている。すなわち、下部放射温度計20が開口部78を介してサセプタ74に保持された半導体ウェハーWの下面から放射された光を受光してその半導体ウェハーWの温度を測定する。さらに、サセプタ74の保持プレート75には、後述する移載機構10のリフトピン12が半導体ウェハーWの受け渡しのために貫通する4個の貫通孔79が穿設されている。 Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the holding plate 75 of the susceptor 74 is formed with an opening 78 penetrating vertically. The opening 78 is provided so that the lower radiation thermometer 20 (see FIG. 3) receives radiation light (infrared light) emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74 . That is, the lower radiation thermometer 20 measures the temperature of the semiconductor wafer W by receiving light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74 through the opening 78 . Further, the holding plate 75 of the susceptor 74 is formed with four through holes 79 through which the lift pins 12 of the transfer mechanism 10 (to be described later) penetrate to transfer the semiconductor wafer W. As shown in FIG.

図7は、移載機構10の平面図である。また、図8は、移載機構10の側面図である。移載機構10は、2本の移載アーム11を備える。移載アーム11は、概ね円環状の凹部62に沿うような円弧形状とされている。それぞれの移載アーム11には2本のリフトピン12が立設されている。各移載アーム11は水平移動機構13によって回動可能とされている。水平移動機構13は、一対の移載アーム11を保持部7に対して半導体ウェハーWの移載を行う移載動作位置(図7の実線位置)と保持部7に保持された半導体ウェハーWと平面視で重ならない退避位置(図7の二点鎖線位置)との間で水平移動させる。移載動作位置はサセプタ74の下方であり、退避位置はサセプタ74よりも外方である。水平移動機構13としては、個別のモータによって各移載アーム11をそれぞれ回動させるものであっても良いし、リンク機構を用いて1個のモータによって一対の移載アーム11を連動させて回動させるものであっても良い。 FIG. 7 is a plan view of the transfer mechanism 10. FIG. 8 is a side view of the transfer mechanism 10. FIG. The transfer mechanism 10 includes two transfer arms 11 . The transfer arm 11 has an arc shape along the generally annular concave portion 62 . Two lift pins 12 are erected on each transfer arm 11 . Each transfer arm 11 is rotatable by a horizontal movement mechanism 13 . The horizontal movement mechanism 13 moves the pair of transfer arms 11 to the transfer operation position (solid line position in FIG. It is horizontally moved to and from the retracted position (the two-dot chain line position in FIG. 7) that does not overlap in plan view. The transfer operation position is below the susceptor 74 and the retracted position is outside the susceptor 74 . As the horizontal movement mechanism 13, each transfer arm 11 may be rotated by an individual motor. It may be something that moves.

また、一対の移載アーム11は、昇降機構14によって水平移動機構13とともに昇降移動される。昇降機構14が一対の移載アーム11を移載動作位置にて上昇させると、計4本のリフトピン12がサセプタ74に穿設された貫通孔79(図4,5参照)を通過し、リフトピン12の上端がサセプタ74の上面から突き出る。一方、昇降機構14が一対の移載アーム11を移載動作位置にて下降させてリフトピン12を貫通孔79から抜き取り、水平移動機構13が一対の移載アーム11を開くように移動させると各移載アーム11が退避位置に移動する。一対の移載アーム11の退避位置は、保持部7の基台リング71の直上である。基台リング71は凹部62の底面に載置されているため、移載アーム11の退避位置は凹部62の内側となる。なお、移載機構10の駆動部(水平移動機構13および昇降機構14)が設けられている部位の近傍にも図示省略の排気機構が設けられており、移載機構10の駆動部周辺の雰囲気が処理チャンバー6の外部に排出されるように構成されている。 Also, the pair of transfer arms 11 is vertically moved together with the horizontal movement mechanism 13 by the lifting mechanism 14 . When the lifting mechanism 14 lifts the pair of transfer arms 11 to the transfer operation position, a total of four lift pins 12 pass through the through holes 79 (see FIGS. 4 and 5) drilled in the susceptor 74, and the lift pins 12 protrudes from the upper surface of the susceptor 74 . On the other hand, when the lifting mechanism 14 lowers the pair of transfer arms 11 to the transfer operation position and removes the lift pins 12 from the through-holes 79, the horizontal movement mechanism 13 moves the pair of transfer arms 11 so as to open them. The transfer arm 11 moves to the retracted position. The retracted position of the pair of transfer arms 11 is directly above the base ring 71 of the holding section 7 . Since the base ring 71 is placed on the bottom surface of the recess 62 , the retracted position of the transfer arm 11 is inside the recess 62 . An exhaust mechanism (not shown) is also provided in the vicinity of the portion where the drive section (horizontal movement mechanism 13 and lifting mechanism 14) of the transfer mechanism 10 is provided, and the atmosphere around the drive section of the transfer mechanism 10 is is discharged to the outside of the processing chamber 6 .

図3に戻り、処理チャンバー6には上部放射温度計25および下部放射温度計20の2つの放射温度計が設けられている。上述したように、下部放射温度計20は、サセプタ74の開口部78を介して半導体ウェハーWの下面から放射された赤外光を受光し、その赤外光の強度から半導体ウェハーWの温度を測定する。一方、上部放射温度計25は、サセプタ74に保持された半導体ウェハーWの上面から放射された赤外光を受光し、その赤外光の強度から半導体ウェハーWの上面の温度を測定する。上部放射温度計25としては、フラッシュ光照射時に急激に変化する半導体ウェハーWの上面の温度変化に追随できるように高速放射温度計を用いるのが好ましい。 Returning to FIG. 3, the processing chamber 6 is provided with two radiation thermometers, an upper radiation thermometer 25 and a lower radiation thermometer 20 . As described above, the lower radiation thermometer 20 receives infrared light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W through the opening 78 of the susceptor 74, and determines the temperature of the semiconductor wafer W from the intensity of the infrared light. Measure. On the other hand, the upper radiation thermometer 25 receives infrared light emitted from the upper surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74 and measures the temperature of the upper surface of the semiconductor wafer W from the intensity of the infrared light. As the upper radiation thermometer 25, it is preferable to use a high-speed radiation thermometer so as to be able to follow the temperature change of the upper surface of the semiconductor wafer W, which changes rapidly during flash light irradiation.

処理チャンバー6の上方に設けられたフラッシュランプハウス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、フラッシュランプハウス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。フラッシュランプハウス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の石英窓である。フラッシュランプハウス5が処理チャンバー6の上方に設置されることにより、ランプ光放射窓53が上側チャンバー窓63と相対向することとなる。フラッシュランプFLは処理チャンバー6の上方からランプ光放射窓53および上側チャンバー窓63を介して熱処理空間65にフラッシュ光を照射する。 The flash lamp house 5 provided above the processing chamber 6 has, inside a housing 51, a light source composed of a plurality of (30 in this embodiment) xenon flash lamps FL and a light source covering the light source. and a reflector 52 provided. A lamp light radiation window 53 is attached to the bottom of the housing 51 of the flash lamp house 5 . The lamp light emission window 53 forming the floor of the flash lamp house 5 is a plate-shaped quartz window made of quartz. By installing the flash lamp house 5 above the processing chamber 6 , the lamp light emission window 53 faces the upper chamber window 63 . The flash lamp FL irradiates the heat treatment space 65 with flash light from above the processing chamber 6 through the lamp light emission window 53 and the upper chamber window 63 .

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 an elongated cylindrical shape, and the longitudinal direction of each flash lamp FL is along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding portion 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.

キセノンフラッシュランプ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棒状のガラス管(放電管)と、該ガラス管の外周面上に付設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、コンデンサーに電荷が蓄積されていたとしても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。このようなキセノンフラッシュランプFLにおいては、予めコンデンサーに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100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、ハロゲンランプHLの如き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。すなわち、フラッシュランプFLは、1秒未満の極めて短い時間で瞬間的に発光するパルス発光ランプである。なお、フラッシュランプFLの発光時間は、フラッシュランプFLに電力供給を行うランプ電源のコイル定数によって調整することができる。 The xenon flash lamp FL is composed of a rod-shaped glass tube (discharge tube) in which xenon gas is filled and an anode and a cathode connected to a condenser are arranged at both ends of the tube (discharge tube), and an outer peripheral surface of the glass tube is provided. and a trigger electrode. Since xenon gas is an electrical insulator, electricity does not flow in the glass tube under normal conditions even if electric charges are accumulated in the capacitor. However, when a high voltage is applied to the trigger electrode to break down the insulation, the electricity stored in the capacitor instantly flows into the glass tube, and light is emitted by the excitation of xenon atoms or molecules at that time. In such a xenon flash lamp FL, the electrostatic energy previously stored in the capacitor is converted into an extremely short light pulse of 0.1 millisecond to 100 milliseconds. It has the characteristic of being able to irradiate extremely strong light compared to the light source. That is, the flash lamp FL is a pulsed light emitting lamp that instantaneously emits light in an extremely short time of less than 1 second. The light emission time of the flash lamp FL can be adjusted by the coil constant of the lamp power source that supplies power to the flash lamp FL.

また、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から出射されたフラッシュ光を熱処理空間65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いる。 Moreover, the reflector 52 is provided above the plurality of flash lamps FL so as to cover them as a whole. The basic function of the reflector 52 is to reflect the flash light emitted from the plurality of flash lamps FL to the heat treatment space 65 side. The reflector 52 is made of an aluminum alloy plate, and its surface (the surface facing the flash lamp FL) is roughened by blasting.

処理チャンバー6の下方に設けられたハロゲンランプハウス4は、筐体41の内側に複数本(本実施形態では40本)のハロゲンランプHLを内蔵している。複数のハロゲンランプHLは処理チャンバー6の下方から下側チャンバー窓64を介して熱処理空間65への光照射を行う。 A halogen lamp house 4 provided below the processing chamber 6 incorporates a plurality of (40 in this embodiment) halogen lamps HL inside a housing 41 . A plurality of halogen lamps HL irradiate the heat treatment space 65 from below the treatment chamber 6 through the lower chamber window 64 .

図9は、複数のハロゲンランプHLの配置を示す平面図である。本実施形態では、上下2段に各20本ずつのハロゲンランプHLが配設されている。各ハロゲンランプHLは、長尺の円筒形状を有する棒状ランプである。上段、下段ともに20本のハロゲンランプHLは、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配列されている。よって、上段、下段ともにハロゲンランプHLの配列によって形成される平面は水平面である。 FIG. 9 is a plan view showing the arrangement of multiple halogen lamps HL. In this embodiment, 20 halogen lamps HL are arranged in each of the upper and lower two stages. Each halogen lamp HL is a rod-shaped lamp having an elongated cylindrical shape. The 20 halogen lamps HL in both the upper stage and the lower stage are arranged such that their longitudinal directions are parallel to each other along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 (that is, along the horizontal direction). there is Therefore, the plane formed by the arrangement of the halogen lamps HL in both the upper stage and the lower stage is a horizontal plane.

また、図9に示すように、上段、下段ともに保持部7に保持される半導体ウェハーWの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域におけるハロゲンランプHLの配設密度が高くなっている。すなわち、上下段ともに、ランプ配列の中央部よりも周縁部の方がハロゲンランプHLの配設ピッチが短い。このため、ハロゲンランプHLからの光照射による加熱時に温度低下が生じやすい半導体ウェハーWの周縁部により多い光量の照射を行うことができる。 Further, as shown in FIG. 9, the density of the halogen lamps HL in both the upper and lower stages is higher in the region facing the peripheral portion than in the region facing the central portion of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7. there is That is, in both the upper and lower stages, the arrangement pitch of the halogen lamps HL is shorter in the peripheral portion than in the central portion of the lamp arrangement. Therefore, it is possible to irradiate a larger amount of light to the peripheral portion of the semiconductor wafer W, which tends to cause a temperature drop during heating by light irradiation from the halogen lamp HL.

また、上段のハロゲンランプHLからなるランプ群と下段のハロゲンランプHLからなるランプ群とが格子状に交差するように配列されている。すなわち、上段の各ハロゲンランプHLの長手方向と下段の各ハロゲンランプHLの長手方向とが直交するように計40本のハロゲンランプHLが配設されている。 A group of halogen lamps HL in the upper stage and a group of halogen lamps HL in the lower stage are arranged so as to cross each other in a grid pattern. That is, a total of 40 halogen lamps HL are arranged so that the longitudinal direction of each halogen lamp HL in the upper stage is orthogonal to the longitudinal direction of each halogen lamp HL in the lower stage.

ハロゲンランプHL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。ガラス管の内部には、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)を微量導入した気体が封入されている。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HL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性を有する。すなわち、ハロゲンランプHLは少なくとも1秒以上連続して発光する連続点灯ランプである。また、ハロゲンランプHLは棒状ランプであるため長寿命であり、ハロゲンランプHLを水平方向に沿わせて配置することにより上方の半導体ウェハーWへの放射効率が優れたものとなる。 The halogen lamp HL is a filament-type light source that emits light by turning the filament incandescent by energizing the filament arranged inside the glass tube. Inside the glass tube, a gas obtained by introducing a small amount of a halogen element (iodine, bromine, etc.) into an inert gas such as nitrogen or argon is sealed. By introducing a halogen element, it becomes possible to set the temperature of the filament to a high temperature while suppressing breakage of the filament. Therefore, the halogen lamp HL has characteristics that it has a longer life than a normal incandescent lamp and can continuously irradiate strong light. That is, the halogen lamp HL is a continuous lighting lamp that continuously emits light for at least one second. Further, since the halogen lamp HL is a rod-shaped lamp, it has a long life. By arranging the halogen lamp HL along the horizontal direction, the radiation efficiency to the semiconductor wafer W above is excellent.

また、ハロゲンランプハウス4の筐体41内にも、2段のハロゲンランプHLの下側にリフレクタ43が設けられている(図3)。リフレクタ43は、複数のハロゲンランプHLから出射された光を熱処理空間65の側に反射する。 A reflector 43 is also provided below the two-tiered halogen lamps HL in the housing 41 of the halogen lamp house 4 (FIG. 3). The reflector 43 reflects the light emitted from the plurality of halogen lamps HL to the heat treatment space 65 side.

上記の構成以外にも熱処理部160は、半導体ウェハーWの熱処理時にハロゲンランプHLおよびフラッシュランプFLから発生する熱エネルギーによるハロゲンランプハウス4、フラッシュランプハウス5および処理チャンバー6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、処理チャンバー6の壁体には水冷管(図示省略)が設けられている。また、ハロゲンランプハウス4およびフラッシュランプハウス5は、内部に気体流を形成して排熱する空冷構造とされている。また、上側チャンバー窓63とランプ光放射窓53との間隙にも空気が供給され、フラッシュランプハウス5および上側チャンバー窓63を冷却する。 In addition to the above configuration, the thermal processing section 160 prevents excessive temperature rise of the halogen lamp house 4, the flash lamp house 5, and the processing chamber 6 due to thermal energy generated from the halogen lamps HL and the flash lamps FL during the thermal processing of the semiconductor wafer W. Therefore, it has various cooling structures. For example, the wall of the processing chamber 6 is provided with water cooling pipes (not shown). Further, the halogen lamp house 4 and the flash lamp house 5 have an air-cooling structure in which heat is exhausted by forming a gas flow inside. Air is also supplied to the gap between the upper chamber window 63 and the lamp light emission window 53 to cool the flash lamp house 5 and the upper chamber window 63 .

図10は、アライメント部230に設けられた反射率測定部232および制御部3の構成を示す図である。反射率測定部232は、投光部300、受光部235、ハーフミラー236および反射率算定部31を備える。アライメント部230のアライメントチャンバー231内には、半導体ウェハーWを支持して回転させる回転支持部237と当該回転支持部237を回転駆動する回転モータ238とが設けられている。半導体ウェハーWを支持する回転支持部237を回転モータ238が回転させることによって、当該半導体ウェハーWの向きを調整する。 FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the reflectance measurement section 232 and the control section 3 provided in the alignment section 230. As shown in FIG. The reflectance measurement section 232 includes a light projection section 300 , a light reception section 235 , a half mirror 236 and a reflectance calculation section 31 . In the alignment chamber 231 of the alignment section 230, a rotation support portion 237 that supports and rotates the semiconductor wafer W and a rotation motor 238 that rotates the rotation support portion 237 are provided. The orientation of the semiconductor wafer W is adjusted by rotating the rotation support portion 237 that supports the semiconductor wafer W with the rotation motor 238 .

投光部300は、ハロゲン光源やLED光源等の光源を備えて反射率測定用の光を出射する。受光部235は受光した光の強度を電気信号に変換する受光素子を備える。投光部300から出射された光はハーフミラー236によって反射されて回転支持部237に支持された半導体ウェハーWの上面に垂直に照射される。投光部300から照射された光は半導体ウェハーWの上面にて反射される。その反射光はハーフミラー236を透過して受光部235によって受光される。制御部3の反射率算定部31は、受光部235が受光した反射光の強度に基づいて半導体ウェハーWの上面の反射率を算定する。なお、投光部300は、照射する波長域の異なる複数の光源を備えていても良いし、半導体ウェハーWの上面の複数箇所に光を照射するものであっても良い。投光部300が波長域の異なる複数の光源を備えていれば、広域波長にわたって半導体ウェハーWの反射率を測定することができる。また、半導体ウェハーWの上面の複数箇所に光を照射すれば、局所的なパターン依存性を軽減することが可能となる。 The light projecting unit 300 includes a light source such as a halogen light source or an LED light source, and emits light for reflectance measurement. The light receiving section 235 has a light receiving element that converts the intensity of the received light into an electric signal. The light emitted from the light projecting section 300 is reflected by the half mirror 236 and vertically radiated onto the upper surface of the semiconductor wafer W supported by the rotation support section 237 . The light emitted from the light projecting part 300 is reflected by the upper surface of the semiconductor wafer W. As shown in FIG. The reflected light passes through the half mirror 236 and is received by the light receiving section 235 . The reflectance calculator 31 of the controller 3 calculates the reflectance of the upper surface of the semiconductor wafer W based on the intensity of the reflected light received by the light receiver 235 . The light projecting unit 300 may include a plurality of light sources emitting light in different wavelength ranges, or may irradiate a plurality of locations on the upper surface of the semiconductor wafer W with light. If the light projecting section 300 has a plurality of light sources with different wavelength ranges, the reflectance of the semiconductor wafer W can be measured over a wide range of wavelengths. In addition, by irradiating light onto a plurality of locations on the upper surface of the semiconductor wafer W, local pattern dependency can be reduced.

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。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回路であるCPU、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるROM、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAMおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えている。制御部3のCPUが所定の処理プログラムを実行することによって熱処理装置100における処理が進行する。反射率算定部31および温度算定部36は、制御部3のCPUが所定の処理プログラムを実行することによって実現される機能処理部である。温度算定部36の処理内容についてはさらに後述する。なお、図1においては、インデクサ部101内に制御部3を示しているが、これに限定されるものではなく、制御部3は熱処理装置100内の任意の位置に配置することができる。 The control unit 3 controls the various operating mechanisms provided in the heat treatment apparatus 100 . The hardware configuration of the control unit 3 is the same as that of a general computer. That is, the control unit 3 includes a CPU that is a circuit that performs various arithmetic processing, a ROM that is a read-only memory that stores basic programs, a RAM that is a readable and writable memory that stores various information, and control software and data. Equipped with a magnetic disk for storage. The processing in the heat treatment apparatus 100 proceeds as the CPU of the control unit 3 executes a predetermined processing program. The reflectance calculation unit 31 and the temperature calculation unit 36 are functional processing units realized by the CPU of the control unit 3 executing a predetermined processing program. Details of the processing performed by the temperature calculator 36 will be further described later. Although FIG. 1 shows the control unit 3 within the indexer unit 101 , the control unit 3 is not limited to this, and the control unit 3 can be arranged at any position within the heat treatment apparatus 100 .

また、制御部3には表示部34および入力部33が接続されている。制御部3は、表示部34に種々の情報を表示する。熱処理装置100のオペレータは、表示部34に表示された情報を確認しつつ、入力部33から種々のコマンドやパラメータを入力することができる。入力部33としては、例えばキーボードやマウスを用いることができる。表示部34としては、例えば液晶ディスプレイを用いることができる。本実施形態においては、表示部34および入力部33として、熱処理装置100の外壁に設けられた液晶のタッチパネルを採用して双方の機能を併せ持たせるようにしている。 A display unit 34 and an input unit 33 are also connected to the control unit 3 . The control unit 3 displays various information on the display unit 34 . An operator of the heat treatment apparatus 100 can input various commands and parameters from the input section 33 while confirming the information displayed on the display section 34 . As the input unit 33, for example, a keyboard or a mouse can be used. As the display unit 34, for example, a liquid crystal display can be used. In the present embodiment, as the display unit 34 and the input unit 33, a liquid crystal touch panel provided on the outer wall of the heat treatment apparatus 100 is employed to provide both functions.

次に、本発明に係る熱処理装置100の処理動作について説明する。ここでは、まず製品となる通常の半導体ウェハー(プロダクトウェハー)Wに対する典型的な処理動作について説明する。処理対象となる半導体ウェハーWはイオン注入法により不純物(イオン)が添加された半導体基板である。その不純物の活性化が熱処理装置100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。 Next, the processing operation of the heat treatment apparatus 100 according to the present invention will be described. Here, first, a typical processing operation for a normal semiconductor wafer (product wafer) W as a product will be described. A semiconductor wafer W to be processed is a semiconductor substrate to which impurities (ions) are added by an ion implantation method. Activation of the impurity is performed by flash light irradiation heat treatment (annealing) by the heat treatment apparatus 100 .

まず、不純物が注入された未処理の半導体ウェハー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から未処理の半導体ウェハーWを1枚ずつ取り出し、アライメント部230のアライメントチャンバー231に搬入する。アライメントチャンバー231では、回転支持部237に支持した半導体ウェハーWをその中心部を回転中心として水平面内に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の向きを調整する。 First, a plurality of unprocessed semiconductor wafers W into which impurities are implanted are placed on the load port 110 of the indexer section 101 in a state in which they are housed in a carrier C. As shown in FIG. Then, the delivery robot 120 takes out the unprocessed semiconductor wafers W one by one from the carrier C and carries them into the alignment chamber 231 of the alignment section 230 . In the alignment chamber 231, the semiconductor wafer W supported by the rotary support portion 237 is rotated around the vertical axis in a horizontal plane with its center as the center of rotation. to adjust.

次に、インデクサ部101の受渡ロボット120がアライメントチャンバー231から向きの調整された半導体ウェハーWを取り出し、冷却部130の第1クールチャンバー131または冷却部140の第2クールチャンバー141に搬入する。第1クールチャンバー131または第2クールチャンバー141に搬入された未処理の半導体ウェハーWは搬送ロボット150によって搬送チャンバー170に搬出される。未処理の半導体ウェハーWがインデクサ部101から第1クールチャンバー131または第2クールチャンバー141を経て搬送チャンバー170に移送される際には、第1クールチャンバー131および第2クールチャンバー141は半導体ウェハーWの受け渡しのためのパスとして機能するのである。 Next, the transfer robot 120 of the indexer section 101 takes out the semiconductor wafer W whose orientation has been adjusted from the alignment chamber 231 and carries it into the first cool chamber 131 of the cooling section 130 or the second cool chamber 141 of the cooling section 140 . The unprocessed semiconductor wafer W carried into the first cool chamber 131 or the second cool chamber 141 is carried out to the carrier chamber 170 by the carrier robot 150 . When the unprocessed semiconductor wafer W is transferred from the indexer section 101 to the transfer chamber 170 via the first cool chamber 131 or the second cool chamber 141, the first cool chamber 131 and the second cool chamber 141 are kept in contact with the semiconductor wafer W. It acts as a path for the passing of

半導体ウェハーWを取り出した搬送ロボット150は熱処理部160を向くように旋回する。続いて、ゲートバルブ185が処理チャンバー6と搬送チャンバー170との間を開放し、搬送ロボット150が未処理の半導体ウェハーWを処理チャンバー6に搬入する。このときに、先行する加熱処理済みの半導体ウェハーWが処理チャンバー6に存在している場合には、搬送ハンド151a,151bの一方によって加熱処理後の半導体ウェハーWを取り出してから未処理の半導体ウェハーWを処理チャンバー6に搬入してウェハー入れ替えを行う。その後、ゲートバルブ185が処理チャンバー6と搬送チャンバー170との間を閉鎖する。 The transfer robot 150 that has taken out the semiconductor wafer W turns to face the heat treatment section 160 . Subsequently, the gate valve 185 opens the space between the processing chamber 6 and the transfer chamber 170 , and the transfer robot 150 loads the unprocessed semiconductor wafer W into the processing chamber 6 . At this time, if a preceding heat-treated semiconductor wafer W exists in the processing chamber 6, one of the transfer hands 151a and 151b takes out the heat-treated semiconductor wafer W, and then removes the untreated semiconductor wafer W. W is carried into the processing chamber 6 and the wafers are exchanged. The gate valve 185 then closes between the processing chamber 6 and the transfer chamber 170 .

処理チャンバー6に搬入された半導体ウェハーWには、ハロゲンランプHLによって予備加熱が行われた後、フラッシュランプFLからのフラッシュ光照射によってフラッシュ加熱処理が行われる。このフラッシュ加熱処理により半導体ウェハーWに注入された不純物の活性化が行われる。 The semiconductor wafer W loaded into the processing chamber 6 is preheated by the halogen lamps HL, and then flash heat-treated by flash light irradiation from the flash lamps FL. The impurities implanted into the semiconductor wafer W are activated by this flash heat treatment.

フラッシュ加熱処理が終了した後、ゲートバルブ185が処理チャンバー6と搬送チャンバー170との間を再び開放し、搬送ロボット150が処理チャンバー6からフラッシュ加熱処理後の半導体ウェハーWを搬送チャンバー170に搬出する。半導体ウェハーWを取り出した搬送ロボット150は、処理チャンバー6から第1クールチャンバー131または第2クールチャンバー141に向くように旋回する。また、ゲートバルブ185が処理チャンバー6と搬送チャンバー170との間を閉鎖する。 After the flash heat treatment is finished, the gate valve 185 opens the space between the processing chamber 6 and the transfer chamber 170 again, and the transfer robot 150 unloads the semiconductor wafer W after the flash heat treatment from the process chamber 6 to the transfer chamber 170. . The transfer robot 150 that has taken out the semiconductor wafer W turns from the processing chamber 6 toward the first cool chamber 131 or the second cool chamber 141 . A gate valve 185 also closes between the processing chamber 6 and the transfer chamber 170 .

その後、搬送ロボット150が加熱処理後の半導体ウェハーWを冷却部130の第1クールチャンバー131または冷却部140の第2クールチャンバー141に搬入する。このとき、当該半導体ウェハーWが加熱処理前に第1クールチャンバー131を通ってきている場合には加熱処理後にも第1クールチャンバー131に搬入され、加熱処理前に第2クールチャンバー141を通ってきている場合には加熱処理後にも第2クールチャンバー141に搬入される。第1クールチャンバー131または第2クールチャンバー141では、フラッシュ加熱処理後の半導体ウェハーWの冷却処理が行われる。熱処理部160の処理チャンバー6から搬出された時点での半導体ウェハーW全体の温度は比較的高温であるため、これを第1クールチャンバー131または第2クールチャンバー141にて常温近傍にまで冷却するのである。 After that, the transfer robot 150 carries the heat-treated semiconductor wafer W into the first cool chamber 131 of the cooling section 130 or the second cool chamber 141 of the cooling section 140 . At this time, if the semiconductor wafer W has passed through the first cool chamber 131 before the heat treatment, it is carried into the first cool chamber 131 after the heat treatment, and passed through the second cool chamber 141 before the heat treatment. If so, it is carried into the second cool chamber 141 even after the heat treatment. In the first cool chamber 131 or the second cool chamber 141, the semiconductor wafer W after the flash heat treatment is cooled. Since the temperature of the entire semiconductor wafer W is relatively high when it is unloaded from the processing chamber 6 of the thermal processing section 160, it is cooled to near room temperature in the first cool chamber 131 or the second cool chamber 141. be.

所定の冷却処理時間が経過した後、受渡ロボット120が冷却後の半導体ウェハーWを第1クールチャンバー131または第2クールチャンバー141から搬出し、キャリアCへと返却する。キャリアCに所定枚数の処理済み半導体ウェハーWが収容されると、そのキャリアCはインデクサ部101のロードポート110から搬出される。 After a predetermined cooling processing time has passed, the transfer robot 120 unloads the cooled semiconductor wafer W from the first cool chamber 131 or the second cool chamber 141 and returns it to the carrier C. FIG. After a predetermined number of processed semiconductor wafers W are accommodated in the carrier C, the carrier C is unloaded from the load port 110 of the indexer section 101 .

熱処理部160における加熱処理について説明を続ける。処理チャンバー6への半導体ウェハーWの搬入に先立って、給気のためのバルブ84が開放されるとともに、排気用のバルブ89,192が開放されて処理チャンバー6内に対する給排気が開始される。バルブ84が開放されると、ガス供給孔81から熱処理空間65に窒素ガスが供給される。また、バルブ89が開放されると、ガス排気孔86から処理チャンバー6内の気体が排気される。これにより、処理チャンバー6内の熱処理空間65の上部から供給された窒素ガスが下方へと流れ、熱処理空間65の下部から排気される。 The description of the heat treatment in the heat treatment unit 160 will be continued. Prior to carrying the semiconductor wafer W into the processing chamber 6, the valve 84 for supplying air is opened, and the valves 89 and 192 for exhausting are opened to start supplying and exhausting the inside of the processing chamber 6. FIG. When the valve 84 is opened, nitrogen gas is supplied from the gas supply hole 81 to the heat treatment space 65 . Further, when the valve 89 is opened, the gas inside the processing chamber 6 is exhausted from the gas exhaust hole 86 . As a result, the nitrogen gas supplied from the upper portion of the heat treatment space 65 in the processing chamber 6 flows downward and is exhausted from the lower portion of the heat treatment space 65 .

また、バルブ192が開放されることによって、搬送開口部66からも処理チャンバー6内の気体が排気される。さらに、図示省略の排気機構によって移載機構10の駆動部周辺の雰囲気も排気される。なお、熱処理部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熱処理空間65に継続的に供給されており、その供給量は処理工程に応じて適宜変更される。 Further, by opening the valve 192 , the gas inside the processing chamber 6 is also exhausted from the transfer opening 66 . Furthermore, the atmosphere around the drive section of the transfer mechanism 10 is also exhausted by an exhaust mechanism (not shown). Nitrogen gas is continuously supplied to the heat treatment space 65 during the heat treatment of the semiconductor wafer W in the heat treatment section 160, and the supply amount is appropriately changed according to the treatment process.

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により搬送開口部66を介して処理対象となる半導体ウェハーWが処理チャンバー6内の熱処理空間65に搬入される。搬送ロボット150は、未処理の半導体ウェハーWを保持する搬送ハンド151a(または搬送ハンド151b)を保持部7の直上位置まで進出させて停止させる。そして、移載機構10の一対の移載アーム11が退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン12が貫通孔79を通ってサセプタ74の保持プレート75の上面から突き出て半導体ウェハーWを受け取る。このとき、リフトピン12は基板支持ピン77の上端よりも上方にまで上昇する。 Subsequently, the gate valve 185 is opened to open the transfer opening 66 , and the semiconductor wafer W to be processed is carried into the heat treatment space 65 in the processing chamber 6 through the transfer opening 66 by the transfer robot 150 . The transport robot 150 advances the transport hand 151a (or the transport hand 151b) holding the unprocessed semiconductor wafer W to a position directly above the holding part 7 and stops it. When the pair of transfer arms 11 of the transfer mechanism 10 moves horizontally from the retracted position to the transfer operation position and rises, the lift pins 12 protrude from the upper surface of the holding plate 75 of the susceptor 74 through the through holes 79 . receives the semiconductor wafer W. At this time, the lift pins 12 rise above the upper ends of the substrate support pins 77 .

未処理の半導体ウェハーWがリフトピン12に載置された後、搬送ロボット150が搬送ハンド151aを熱処理空間65から退出させ、ゲートバルブ185によって搬送開口部66が閉鎖される。そして、一対の移載アーム11が下降することにより、半導体ウェハーWは移載機構10から保持部7のサセプタ74に受け渡されて水平姿勢にて下方より保持される。半導体ウェハーWは、保持プレート75上に立設された複数の基板支持ピン77によって支持されてサセプタ74に保持される。また、半導体ウェハーWは、パターン形成がなされて不純物が注入された表面を上面として保持部7に保持される。複数の基板支持ピン77によって支持された半導体ウェハーWの裏面(表面とは反対側の主面)と保持プレート75の保持面75aとの間には所定の間隔が形成される。サセプタ74の下方にまで下降した一対の移載アーム11は水平移動機構13によって退避位置、すなわち凹部62の内側に退避する。 After the unprocessed semiconductor wafer W is placed on the lift pins 12 , the transport robot 150 moves the transport hand 151 a out of the heat treatment space 65 and the transport opening 66 is closed by the gate valve 185 . As the pair of transfer arms 11 descends, the semiconductor wafer W is transferred from the transfer mechanism 10 to the susceptor 74 of the holding section 7 and held from below in a horizontal posture. The semiconductor wafer W is held by the susceptor 74 while being supported by a plurality of substrate support pins 77 erected on a holding plate 75 . Further, the semiconductor wafer W is held by the holding portion 7 with the surface having the pattern formed and the impurity implanted as the upper surface. A predetermined gap is formed between the back surface (main surface opposite to the front surface) of the semiconductor wafer W supported by the plurality of substrate support pins 77 and the holding surface 75 a of the holding plate 75 . The pair of transfer arms 11 that have descended below the susceptor 74 are retracted by the horizontal movement mechanism 13 to the retracted position, that is, to the inside of the recess 62 .

半導体ウェハーWが保持部7のサセプタ74によって水平姿勢にて下方より保持された後、40本のハロゲンランプHLが一斉に点灯して予備加熱(アシスト加熱)が開始される。ハロゲンランプHLから出射されたハロゲン光は、石英にて形成された下側チャンバー窓64およびサセプタ74を透過して半導体ウェハーWの下面から照射される。ハロゲンランプHLからの光照射を受けることによって半導体ウェハーWが予備加熱されて温度が上昇する。なお、移載機構10の移載アーム11は凹部62の内側に退避しているため、ハロゲンランプHLによる加熱の障害となることは無い。 After the semiconductor wafer W is held from below in a horizontal posture by the susceptor 74 of the holding part 7, the 40 halogen lamps HL are turned on at once to start preheating (assist heating). Halogen light emitted from the halogen lamp HL passes through the lower chamber window 64 and the susceptor 74 made of quartz and is irradiated from the lower surface of the semiconductor wafer W. As shown in FIG. The semiconductor wafer W is preheated by being irradiated with light from the halogen lamp HL, and the temperature rises. Since the transfer arm 11 of the transfer mechanism 10 is retracted inside the recess 62, it does not interfere with the heating by the halogen lamp HL.

ハロゲンランプHLによる予備加熱を行うときには、半導体ウェハーWの温度が下部放射温度計20によって測定されている。すなわち、サセプタ74に保持された半導体ウェハーWの下面から開口部78を介して放射された赤外光を下部放射温度計20が受光して昇温中のウェハー温度を測定する。測定された半導体ウェハーWの温度は制御部3に伝達される。制御部3は、ハロゲンランプHLからの光照射によって昇温する半導体ウェハーWの温度が所定の予備加熱温度T1に到達したか否かを監視しつつ、ハロゲンランプHLの出力を制御する。すなわち、制御部3は、下部放射温度計20による測定値に基づいて、半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1となるようにハロゲンランプHLの出力をフィードバック制御する。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、600℃ないし800℃程度とされる(本実施の形態では700℃)。 The temperature of the semiconductor wafer W is measured by the lower radiation thermometer 20 when preheating is performed by the halogen lamp HL. That is, the lower radiation thermometer 20 receives infrared light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74 through the opening 78 to measure the temperature of the wafer during heating. The measured temperature of the semiconductor wafer W is transmitted to the controller 3 . The control unit 3 controls the output of the halogen lamps HL while monitoring whether the temperature of the semiconductor wafer W, which is heated by light irradiation from the halogen lamps HL, has reached a predetermined preheating temperature T1. That is, the control unit 3 feedback-controls the output of the halogen lamp HL based on the measured value by the lower radiation thermometer 20 so that the temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1. The preheating temperature T1 is set to about 600° C. to 800° C. (700° C. in this embodiment) at which there is no risk of diffusion of impurities added to the semiconductor wafer W due to heat.

半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1に到達した後、制御部3は半導体ウェハーWをその予備加熱温度T1に暫時維持する。具体的には、下部放射温度計20によって測定される半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1に到達した時点にて制御部3がハロゲンランプHLの出力を調整し、半導体ウェハーWの温度をほぼ予備加熱温度T1に維持している。 After the temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1, the controller 3 temporarily maintains the semiconductor wafer W at the preheating temperature T1. Specifically, when the temperature of the semiconductor wafer W measured by the lower radiation thermometer 20 reaches the preheating temperature T1, the control unit 3 adjusts the output of the halogen lamp HL to bring the temperature of the semiconductor wafer W to approximately It is maintained at the preheating temperature T1.

このようなハロゲンランプHLによる予備加熱を行うことによって、半導体ウェハーWの全体を予備加熱温度T1に均一に昇温している。ハロゲンランプHLによる予備加熱の段階においては、より放熱が生じやすい半導体ウェハーWの周縁部の温度が中央部よりも低下する傾向にあるが、ハロゲンランプハウス4におけるハロゲンランプHLの配設密度は、半導体ウェハーWの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域の方が高くなっている。このため、放熱が生じやすい半導体ウェハーWの周縁部に照射される光量が多くなり、予備加熱段階における半導体ウェハーWの面内温度分布を均一なものとすることができる。 By performing such preheating using the halogen lamps HL, the temperature of the entire semiconductor wafer W is uniformly raised to the preheating temperature T1. In the stage of preheating by the halogen lamps HL, the temperature of the peripheral portion of the semiconductor wafer W, which is more susceptible to heat dissipation, tends to be lower than that of the central portion. The region facing the peripheral portion of the semiconductor wafer W is higher than the region facing the central portion. For this reason, the amount of light irradiated to the peripheral portion of the semiconductor wafer W, which tends to cause heat dissipation, is increased, and the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer W in the preheating stage can be made uniform.

半導体ウェハーWの温度が予備加熱温度T1に到達して所定時間が経過した時点にてフラッシュランプFLが半導体ウェハーWの表面にフラッシュ光照射を行う。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処理チャンバー6内へと向かい、他の一部は一旦リフレクタ52により反射されてから処理チャンバー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 temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1 and a predetermined time has passed, the flash lamps FL irradiate the surface of the semiconductor wafer W with flash light. At this time, part of the flash light emitted from the flash lamp FL goes directly into the processing chamber 6, and the other part goes into the processing chamber 6 after once being reflected by the reflector 52. Flash heating of the semiconductor wafer W is performed by the irradiation of light.

フラッシュ加熱は、フラッシュランプFLからのフラッシュ光(閃光)照射により行われるため、半導体ウェハー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、フラッシュランプFLから照射されるフラッシュ光は、予めコンデンサーに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ミリセカンド以上100ミリセカンド以下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に注入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、フラッシュ加熱では半導体ウェハー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、半導体ウェハーWに注入された不純物の熱による拡散を抑制しつつ不純物の活性化を行うことができる。なお、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100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 irradiating flash light (flash light) from the flash lamps FL, the surface temperature of the semiconductor wafer W can be raised in a short time. That is, the flash light emitted from the flash lamp FL has an extremely short irradiation time of about 0.1 millisecond or more and 100 millisecond or less, in which the electrostatic energy previously stored in the capacitor is converted into an extremely short light pulse. A strong flash. Then, the surface temperature of the semiconductor wafer W flash-heated by flash light irradiation from the flash lamps FL instantaneously rises to the processing temperature T2 of 1000° C. or higher, and the impurities implanted into the semiconductor wafer W are activated. After that, the surface temperature drops rapidly. In this way, flash heating can raise and lower the surface temperature of the semiconductor wafer W in an extremely short time, so that the impurities implanted into the semiconductor wafer W can be activated while suppressing thermal diffusion of the impurities. . Since the time required for the activation of the impurity is extremely short compared to the time required for the thermal diffusion of the impurity, even in a short time of 0.1 milliseconds to 100 milliseconds in which diffusion does not occur, the activation will not occur. complete.

フラッシュ加熱処理が終了した後、所定時間経過後にハロゲンランプHLが消灯する。これにより、半導体ウェハーWが予備加熱温度T1から急速に降温する。降温中の半導体ウェハーWの温度は下部放射温度計20によって測定され、その測定結果は制御部3に伝達される。制御部3は、下部放射温度計20の測定結果より半導体ウェハーWの温度が所定温度まで降温したか否かを監視する。そして、半導体ウェハーWの温度が所定以下にまで降温した後、移載機構10の一対の移載アーム11が再び退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン12がサセプタ74の上面から突き出て熱処理後の半導体ウェハーWをサセプタ74から受け取る。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、リフトピン12上に載置された処理後の半導体ウェハーWが搬送ロボット150の搬送ハンド151b(または搬送ハンド151a)により搬出される。搬送ロボット150は、搬送ハンド151bをリフトピン12によって突き上げられた半導体ウェハーWの直下位置にまで進出させて停止させる。そして、一対の移載アーム11が下降することにより、フラッシュ加熱後の半導体ウェハーWが搬送ハンド151bに渡されて載置される。その後、搬送ロボット150が搬送ハンド151bを処理チャンバー6から退出させて処理後の半導体ウェハーWを搬出する。 The halogen lamp HL is extinguished after a predetermined time has elapsed after the flash heating process is completed. As a result, the temperature of the semiconductor wafer W is rapidly lowered from the preheating temperature T1. The temperature of the semiconductor wafer W during cooling is measured by the lower radiation thermometer 20 , and the measurement result is transmitted to the controller 3 . The control unit 3 monitors whether or not the temperature of the semiconductor wafer W has decreased to a predetermined temperature based on the measurement result of the lower radiation thermometer 20 . After the temperature of the semiconductor wafer W is lowered to a predetermined level or less, the pair of transfer arms 11 of the transfer mechanism 10 moves horizontally again from the retracted position to the transfer operation position, thereby moving the lift pins 12 to the susceptor. It protrudes from the upper surface of 74 and receives the semiconductor wafer W after heat treatment from the susceptor 74 . Subsequently, the transfer opening 66 closed by the gate valve 185 is opened, and the processed semiconductor wafer W placed on the lift pins 12 is carried out by the transfer hand 151b (or the transfer hand 151a) of the transfer robot 150. be. The transport robot 150 advances the transport hand 151b to a position directly below the semiconductor wafer W pushed up by the lift pins 12 and stops it. By lowering the pair of transfer arms 11, the flash-heated semiconductor wafer W is transferred to and placed on the transfer hand 151b. After that, the transport robot 150 moves the transport hand 151b out of the processing chamber 6 and unloads the semiconductor wafer W after processing.

次に、フラッシュ加熱時に半導体ウェハーWの表面が到達する処理温度T2を事前に予測する技術について説明する。図11は、第1実施形態における半導体ウェハーWの到達予測温度算定手順を示すフローチャートである。まず、熱処理装置100にロットが搬入される(ステップS11)。ロットとは、同一条件にて同一内容の処理を行う対象となる1組の半導体ウェハーWである。具体的には、ロットを構成する複数(本実施形態では25枚)の半導体ウェハーWがキャリアCに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。 Next, a technique for predicting in advance the processing temperature T2 reached by the surface of the semiconductor wafer W during flash heating will be described. FIG. 11 is a flow chart showing a procedure for calculating the predicted reaching temperature of the semiconductor wafer W in the first embodiment. First, a lot is carried into the heat treatment apparatus 100 (step S11). A lot is a set of semiconductor wafers W to be subjected to the same processing under the same conditions. Specifically, a plurality of (25 in this embodiment) semiconductor wafers W constituting a lot are placed on the load port 110 of the indexer section 101 while being housed in the carrier C. As shown in FIG.

次に、キャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWのそれぞれに対してレシピが設定される(ステップS12)。レシピとは、半導体ウェハーWに対する熱処理の処理手順および処理条件を規定したものである。レシピに従って制御部3が熱処理装置100の各機構を制御することにより、半導体ウェハーWに対して上述したような予備加熱処理およびフラッシュ加熱処理が実行される。レシピは、予め複数種類作成されて制御部3の記憶部等に格納されている。熱処理装置100のオペレータは、入力部33および表示部34として機能するタッチパネルから適当なレシピを選択してキャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWのそれぞれに対して個別に設定する。典型的には、1つのキャリアCには同一条件にて同一内容の処理を行う対象となる複数の半導体ウェハーWが収容されているため、このような場合にはキャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWに対して共通のレシピを1つ設定するようにしても良い。また、処理手順のみ規定された処理手順レシピと、処理条件のみ規定された処理条件レシピとが、別々に、予め複数種類作成されて制御部3の記憶部等に格納され、レシピ設定時にそれらを組み合わせて用いても良い。 Next, a recipe is set for each of the plurality of semiconductor wafers W housed in the carrier C (step S12). A recipe defines a processing procedure and processing conditions for the heat treatment of the semiconductor wafer W. As shown in FIG. The control unit 3 controls each mechanism of the heat treatment apparatus 100 according to the recipe, so that the semiconductor wafer W is subjected to the above-described preheating treatment and flash heating treatment. A plurality of types of recipes are prepared in advance and stored in the storage section of the control section 3 or the like. An operator of the heat treatment apparatus 100 selects an appropriate recipe from the touch panel functioning as the input unit 33 and the display unit 34 and sets it individually for each of the plurality of semiconductor wafers W contained in the carrier C. FIG. Typically, one carrier C accommodates a plurality of semiconductor wafers W to be subjected to the same processing under the same conditions. One common recipe may be set for each of the semiconductor wafers W. A plurality of types of processing procedure recipes defining only processing procedures and processing condition recipes defining only processing conditions are separately prepared in advance and stored in the storage unit or the like of the control unit 3, and these recipes are stored when setting the recipes. They may be used in combination.

複数の半導体ウェハーWに対してレシピが設定された後、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230のアライメントチャンバー231に搬入する。アライメントチャンバー231では、半導体ウェハーWが回転支持部237によって支持される。そして、反射率測定部232が回転支持部237に支持された半導体ウェハーWの表面の反射率を測定する(ステップS13)。具体的には、反射率測定部232の投光部300から出射された光はハーフミラー236によって反射されて半導体ウェハーWの表面に入射角0°にて照射される。投光部300から照射された光は半導体ウェハーWの表面にて反射され、その反射光はハーフミラー236を透過して受光部235によって受光される。これにより、半導体ウェハーWの反射光強度が取得される。 After the recipe is set for a plurality of semiconductor wafers W, the transfer robot 120 takes out the semiconductor wafers W one by one from the carrier C and carries them into the alignment chamber 231 of the alignment section 230 . In the alignment chamber 231 , the semiconductor wafer W is supported by a rotation supporter 237 . Then, the reflectance measurement unit 232 measures the reflectance of the surface of the semiconductor wafer W supported by the rotation support unit 237 (step S13). Specifically, the light emitted from the light projecting section 300 of the reflectance measuring section 232 is reflected by the half mirror 236, and the surface of the semiconductor wafer W is irradiated with the light at an incident angle of 0°. The light emitted from the light projecting section 300 is reflected by the surface of the semiconductor wafer W, and the reflected light passes through the half mirror 236 and is received by the light receiving section 235 . Thereby, the reflected light intensity of the semiconductor wafer W is obtained.

また、制御部3の記憶部には、パターン形成やイオン注入のなされていないシリコンのベアウェハーについて上記と同様の手法によって反射率測定部232が予め測定した反射光強度が格納されている。反射率算定部31は、ベアウェハーの反射光強度をリファレンスとし、受光部235が受光した半導体ウェハーWの反射光強度をベアウェハーの反射光強度で除することによって半導体ウェハーWの表面の反射率を算定する。すなわち、本実施形態においては、ベアウェハーに対する半導体ウェハーWの相対反射率を算定するのである。算定された半導体ウェハーWの反射率は制御部3の記憶部に記憶される。 The storage unit of the control unit 3 stores the reflected light intensity previously measured by the reflectance measurement unit 232 by the same method as described above for a bare silicon wafer that has not been patterned or ion-implanted. The reflectance calculation unit 31 calculates the reflectance of the surface of the semiconductor wafer W by dividing the reflected light intensity of the semiconductor wafer W received by the light receiving unit 235 by the reflected light intensity of the bare wafer, using the reflected light intensity of the bare wafer as a reference. do. That is, in this embodiment, the relative reflectance of the semiconductor wafer W with respect to the bare wafer is calculated. The calculated reflectance of the semiconductor wafer W is stored in the storage section of the control section 3 .

反射率測定が終了した後、受渡ロボット120がアライメントチャンバー231から測定後の半導体ウェハーWを取り出してロードポート110のキャリアCに戻す。すなわち、熱処理装置100には、半導体ウェハーWの反射率を測定するための専用の搬送モードが設けられており、その搬送モードではアライメントチャンバー231から搬出された半導体ウェハーWが処理チャンバー6には搬送されずに直ちに元のキャリアCに戻されるのである。 After the reflectance measurement is completed, the transfer robot 120 takes out the semiconductor wafer W after measurement from the alignment chamber 231 and returns it to the carrier C of the load port 110 . That is, the heat treatment apparatus 100 is provided with a dedicated transport mode for measuring the reflectance of the semiconductor wafer W. In this transport mode, the semiconductor wafer W unloaded from the alignment chamber 231 is transported to the processing chamber 6. It is immediately returned to the original carrier C without being released.

ステップS13の反射率測定は、キャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWの全てに対して順次に実行される。すなわち、キャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWは順次にアライメントチャンバー231に搬送されて反射率が測定され、測定後に順次に元のキャリアCに戻される。 The reflectance measurement in step S13 is sequentially performed on all of the plurality of semiconductor wafers W accommodated in the carrier C. As shown in FIG. That is, a plurality of semiconductor wafers W accommodated in the carrier C are sequentially transported to the alignment chamber 231 to have their reflectances measured, and then returned to the original carrier C in sequence after the measurement.

キャリアCに収容されている全ての半導体ウェハーWの反射率測定が完了した後、制御部3の温度算定部36が半導体ウェハーWの到達予測温度を算定する(ステップS14)。キャリアCに収容されている全ての半導体ウェハーWに対しては処理条件を規定したレシピが設定されている。レシピには処理条件として例えばフラッシュ光照射時のフラッシュランプFLの放電電圧や照射時間(パルス幅)等が規定されている。より具体的には、フラッシュランプFLの放電電圧は、フラッシュランプFLに電荷を供給するコンデンサーへの充電電圧によって規定されている。また、フラッシュランプFLの照射時間は、例えばフラッシュランプFLに接続されたIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)のゲートに印加するパルス波形によって規定されている。 After the reflectance measurement of all the semiconductor wafers W accommodated in the carrier C is completed, the temperature calculation section 36 of the control section 3 calculates the expected arrival temperature of the semiconductor wafers W (step S14). A recipe defining processing conditions is set for all the semiconductor wafers W accommodated in the carrier C. As shown in FIG. The recipe defines processing conditions such as the discharge voltage of the flash lamp FL and the irradiation time (pulse width) during flash light irradiation. More specifically, the discharge voltage of the flash lamp FL is defined by the charging voltage to the capacitor that supplies charge to the flash lamp FL. Also, the irradiation time of the flash lamp FL is defined by, for example, a pulse waveform applied to the gate of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) connected to the flash lamp FL.

また、キャリアCに収容されている全ての半導体ウェハーWの反射率(相対反射率)も測定されている。すなわち、キャリアCに収容されている全ての半導体ウェハーWについて、ウェハーの光学特性としての反射率およびフラッシュランプFLの光学特性としての放電電圧や照射時間がパラメータとして取得されているのである。温度算定部36は、これらのパラメータに基づいてキャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWの全てについてフラッシュ光照射時の表面の到達予測温度を算定する。具体的には、設定されているレシピに規定された処理条件にてベアウェハーを処理したときの表面到達温度が実測されて保存されている。温度算定部36は、ベアウェハーに対する半導体ウェハーWの相対反射率とベアウェハーの表面到達温度とに基づいて半導体ウェハーWの表面の到達予測温度を算定するのである。半導体ウェハーWの相対反射率が1未満である場合には、半導体ウェハーWの表面の到達予測温度はベアウェハーの表面到達温度よりも高くなる。なお、到達予測温度は、一定時間の半導体ウェハーWの表面温度変化を示す温度プロファイルであっても良いし、半導体ウェハーWの表面の最高到達温度であっても良い。 Moreover, the reflectance (relative reflectance) of all the semiconductor wafers W housed in the carrier C is also measured. That is, for all the semiconductor wafers W accommodated in the carrier C, the reflectance as the optical characteristics of the wafer and the discharge voltage and irradiation time as the optical characteristics of the flash lamps FL are obtained as parameters. Based on these parameters, the temperature calculator 36 calculates the predicted surface temperatures of all of the plurality of semiconductor wafers W housed in the carrier C when they are irradiated with flash light. Specifically, the temperature reached to the surface when the bare wafer is processed under the processing conditions specified in the set recipe is actually measured and stored. The temperature calculation unit 36 calculates the expected arrival temperature of the surface of the semiconductor wafer W based on the relative reflectance of the semiconductor wafer W with respect to the bare wafer and the surface arrival temperature of the bare wafer. When the relative reflectance of the semiconductor wafer W is less than 1, the predicted surface temperature of the semiconductor wafer W is higher than the surface temperature of the bare wafer. The predicted temperature reached may be a temperature profile showing changes in the surface temperature of the semiconductor wafer W for a certain period of time, or may be the maximum reached temperature of the surface of the semiconductor wafer W. FIG.

続いて、制御部3は、温度算定部36によって算定された半導体ウェハーWの到達予測温度を表示部34に表示する(ステップS15)。図12は、表示部34に表示される表示画面の一例を示す図である。図12に示すように、表示画面には、キャリアCのキャリアIDとともに、キャリアCに収容されている25枚の半導体ウェハーWの全てについて、実測された反射率、設定されたレシピおよび算定された到達予測温度が表示される。 Subsequently, the control unit 3 displays the predicted arrival temperature of the semiconductor wafer W calculated by the temperature calculation unit 36 on the display unit 34 (step S15). FIG. 12 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display unit 34. As shown in FIG. As shown in FIG. 12, along with the carrier ID of the carrier C, the display screen displays the actually measured reflectance, the set recipe, and the calculated The expected arrival temperature is displayed.

熱処理装置100のオペレータは、表示部34の表示画面から半導体ウェハーWの到達予測温度を把握することができる。オペレータは、表示された到達予測温度に基づいてレシピの処理条件の修正、または、レシピの再設定を行う。例えば、到達予測温度が所望の目標温度よりも高い場合には、オペレータは半導体ウェハーWの到達温度が低くなるように、フラッシュランプFLの放電電圧を低くしたり、フラッシュ光の照射時間を短くしたりする。 The operator of the heat treatment apparatus 100 can grasp the predicted temperature reached by the semiconductor wafer W from the display screen of the display unit 34 . The operator corrects the processing conditions of the recipe or resets the recipe based on the displayed predicted temperature reached. For example, when the predicted temperature reached is higher than the desired target temperature, the operator lowers the discharge voltage of the flash lamps FL or shortens the irradiation time of the flash light so that the temperature reached by the semiconductor wafer W becomes lower. or

第1実施形態においては、設定されたレシピと測定された半導体ウェハーWの反射率とに基づいて、フラッシュ加熱処理時の半導体ウェハーWの到達予測温度を算定し、その算定された到達予測温度を表示している。熱処理装置100のオペレータは、表示された到達予測温度をいわば足がかりとして処理条件を設定することができるため、試行錯誤によって最適な条件を見出す手法と比較して容易に熱処理の条件設定を行うことができる。 In the first embodiment, based on the set recipe and the measured reflectance of the semiconductor wafer W, the predicted reaching temperature of the semiconductor wafer W during the flash heat treatment is calculated, and the calculated predicted reaching temperature is calculated. it's shown. The operator of the heat treatment apparatus 100 can set the treatment conditions using the displayed predicted temperature as a stepping stone, so that the heat treatment conditions can be easily set compared to the method of finding the optimum conditions by trial and error. can.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態の熱処理装置100の構成および半導体ウェハーWの処理手順は第1実施形態と概ね同様である。第2実施形態においては、到達予測温度を求める手法が第1実施形態と異なる。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the invention will be described. The configuration of the heat treatment apparatus 100 of the second embodiment and the processing procedure of the semiconductor wafer W are substantially the same as those of the first embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in the method of obtaining the predicted temperature reached.

図13は、第2実施形態の制御部3の構成を示すブロック図である。図13において、第1実施形態(図10)と同じ要素については同一の符合を付している。第2実施形態の制御部3は、反射率算定部31に加えて抽出部37および設定部38を備える。抽出部37および設定部38も制御部3のCPUが所定の処理プログラムを実行することによって実現される機能処理部であり、その処理内容については後述する。 FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the control section 3 of the second embodiment. In FIG. 13, the same symbols are attached to the same elements as in the first embodiment (FIG. 10). The controller 3 of the second embodiment includes an extractor 37 and a setter 38 in addition to the reflectance calculator 31 . The extraction unit 37 and the setting unit 38 are also functional processing units realized by the CPU of the control unit 3 executing a predetermined processing program, and the details of the processing will be described later.

第2実施形態においては、制御部3の記憶部である磁気ディスク35にデータベースDBが格納されている。このデータベースDBには、過去のフラッシュ加熱処理における半導体ウェハーWの反射率と、レシピと、温度とが相互に関連付けて登録されている。データベースDBに登録されている半導体ウェハーWの反射率は、アライメントチャンバー231にて反射率測定部232によって測定された実測の反射率である。データベースDBに登録されているレシピは、当該半導体ウェハーWに設定されたレシピである。また、データベースDBに登録されている温度は、フラッシュ加熱処理時に上部放射温度計25によって実測された当該半導体ウェハーWの表面温度である。データベースDBに登録される温度は、一定時間の半導体ウェハーWの表面温度変化を示す温度プロファイルであっても良いし、半導体ウェハーWの表面の最高到達温度であっても良い。 In the second embodiment, the database DB is stored in the magnetic disk 35, which is the storage unit of the control unit 3. FIG. In this database DB, the reflectance of the semiconductor wafer W, the recipe, and the temperature in the past flash heat treatment are registered in association with each other. The reflectance of the semiconductor wafer W registered in the database DB is actually measured reflectance measured by the reflectance measurement unit 232 in the alignment chamber 231 . The recipe registered in the database DB is the recipe set for the semiconductor wafer W concerned. The temperature registered in the database DB is the surface temperature of the semiconductor wafer W actually measured by the upper radiation thermometer 25 during the flash heat treatment. The temperature registered in the database DB may be a temperature profile showing changes in the surface temperature of the semiconductor wafer W for a certain period of time, or may be the highest temperature reached on the surface of the semiconductor wafer W. FIG.

図14は、第2実施形態における半導体ウェハーWの到達予測温度を求める手順を示すフローチャートである。まず、第1実施形態と同様に、熱処理装置100にロットが搬入される(ステップS21)。すなわち、ロットを構成する複数(本実施形態では25枚)の半導体ウェハーWがキャリアCに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。 FIG. 14 is a flow chart showing the procedure for obtaining the predicted temperature reached of the semiconductor wafer W in the second embodiment. First, as in the first embodiment, a lot is loaded into the heat treatment apparatus 100 (step S21). That is, a plurality of (25 in this embodiment) semiconductor wafers W constituting a lot are placed on the load port 110 of the indexer section 101 in a state accommodated in the carrier C. FIG.

キャリアCがロードポート110に載置された後、第2実施形態では半導体ウェハーWの表面の反射率を測定する(ステップS22)。具体的には、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230のアライメントチャンバー231に搬入する。アライメントチャンバー231では、半導体ウェハーWが回転支持部237によって支持される。そして、第1実施形態と同様にして反射率測定部232が回転支持部237に支持された半導体ウェハーWの表面の反射率を測定する。 After the carrier C is placed on the load port 110, the reflectance of the surface of the semiconductor wafer W is measured in the second embodiment (step S22). Specifically, the delivery robot 120 takes out the semiconductor wafers W one by one from the carrier C and carries them into the alignment chamber 231 of the alignment section 230 . In the alignment chamber 231 , the semiconductor wafer W is supported by a rotation supporter 237 . Then, the reflectance measurement unit 232 measures the reflectance of the surface of the semiconductor wafer W supported by the rotation support unit 237 in the same manner as in the first embodiment.

反射率測定が終了した後、受渡ロボット120がアライメントチャンバー231から測定後の半導体ウェハーWを取り出してロードポート110のキャリアCに戻す。ステップS22の反射率測定は、キャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWの全てに対して順次に実行される。すなわち、キャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWは順次にアライメントチャンバー231に搬送されて反射率が測定され、測定後に順次に元のキャリアCに戻される。 After the reflectance measurement is completed, the transfer robot 120 takes out the semiconductor wafer W after measurement from the alignment chamber 231 and returns it to the carrier C of the load port 110 . The reflectance measurement in step S22 is sequentially performed on all of the plurality of semiconductor wafers W housed in the carrier C. As shown in FIG. That is, a plurality of semiconductor wafers W accommodated in the carrier C are sequentially transported to the alignment chamber 231 to have their reflectances measured, and then returned to the original carrier C in sequence after the measurement.

次に、制御部3の抽出部37がデータベースDBを検索し、ステップS22で実測された半導体ウェハーWの反射率と同一または近似する反射率に関連付けられたレシピおよび半導体ウェハーWの温度を抽出する(ステップS23)。続いて、制御部3は、抽出部37によって抽出されたレシピおよび半導体ウェハーWの温度を表示部34に表示する(ステップS24)。 Next, the extraction unit 37 of the control unit 3 searches the database DB and extracts the recipe associated with the reflectance that is the same as or similar to the reflectance of the semiconductor wafer W actually measured in step S22 and the temperature of the semiconductor wafer W. (Step S23). Subsequently, the control unit 3 displays the recipe extracted by the extraction unit 37 and the temperature of the semiconductor wafer W on the display unit 34 (step S24).

データベースDBには、過去のフラッシュ加熱処理における実績が登録されている。抽出部37が抽出したレシピおよび温度は、処理対象としている半導体ウェハーWと同程度の反射率のウェハーに対して過去に行われたフラッシュ加熱処理の実績に基づくものである。従って、熱処理装置100のオペレータは、表示部34の表示内容を確認することによって、処理対象としている半導体ウェハーWに対してどのレシピを設定すれば加熱処理時にどの程度の温度に到達するかを把握することができる。オペレータは、表示されたレシピおよび温度に基づいて、キャリアCに収容されている処理対象となる半導体ウェハーWに適切なレシピを設定するとともに、必要に応じてレシピに規定されている処理条件を修正する(ステップS25)。すなわち、オペレータは、処理対象となる半導体ウェハーWが所望の目標温度に到達するようなレシピを選択してフラッシュランプFLの放電電圧やフラッシュ光の照射時間を設定するのである。 In the database DB, past results of flash heat treatment are registered. The recipe and temperature extracted by the extracting unit 37 are based on the results of flash heat treatment performed in the past on wafers having a reflectance similar to that of the semiconductor wafer W to be processed. Therefore, the operator of the heat treatment apparatus 100 can grasp what temperature the semiconductor wafer W to be processed reaches to what temperature during the heat treatment by checking the contents displayed on the display unit 34. can do. Based on the displayed recipe and temperature, the operator sets an appropriate recipe for the semiconductor wafer W to be processed accommodated in the carrier C and, if necessary, corrects the processing conditions specified in the recipe. (step S25). That is, the operator selects a recipe that allows the semiconductor wafer W to be processed to reach a desired target temperature, and sets the discharge voltage of the flash lamp FL and the irradiation time of the flash light.

ステップS25のレシピ設定は、制御部3の設定部38が自動的に行うようにしても良い。例えば、オペレータが入力部33から所望の目標温度を入力すると、設定部38が上記の検索結果に基づいて目標温度に近似する温度が得られるレシピを選択して処理対象となる半導体ウェハーWに設定するようにしても良い。さらには、設定部38がより目標温度に近い温度が得られるようにレシピの処理条件を微修正、すなわちレシピに規定されているフラッシュランプFLの放電電圧やフラッシュ光の照射時間を微修正するようにしても良い。 The recipe setting in step S25 may be automatically performed by the setting section 38 of the control section 3 . For example, when the operator inputs a desired target temperature from the input unit 33, the setting unit 38 selects a recipe that provides a temperature close to the target temperature based on the search result, and sets it for the semiconductor wafer W to be processed. You can make it work. Furthermore, the setting unit 38 finely corrects the processing conditions of the recipe so that a temperature closer to the target temperature can be obtained, that is, finely corrects the discharge voltage of the flash lamp FL and the irradiation time of the flash light specified in the recipe. You can do it.

このようにして設定されたレシピに従って熱処理装置100にて半導体ウェハーWに熱処理を行うことにより、半導体ウェハーWを上記の目標温度に加熱することができる。 By heat-treating the semiconductor wafer W in the heat-treating apparatus 100 according to the recipe thus set, the semiconductor wafer W can be heated to the above target temperature.

第2実施形態においては、フラッシュ加熱処理の実績が登録されたデータベースDBに基づいて処理対象としている半導体ウェハーWと同程度の反射率を有するウェハーについての過去の実績を抽出して表示している。そのような過去の実績に基づいて処理対象としている半導体ウェハーWの処理条件を設定することができるため、試行錯誤によって最適な条件を見出す手法と比較して容易に熱処理の条件設定を行うことができる。 In the second embodiment, based on the database DB in which the results of the flash heat treatment are registered, the past results of the wafer having the same degree of reflectance as the semiconductor wafer W to be processed are extracted and displayed. . Since the processing conditions for the semiconductor wafer W to be processed can be set based on such past results, the heat treatment conditions can be easily set compared to the method of finding the optimum conditions by trial and error. can.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態の熱処理装置100の構成および半導体ウェハーWの処理手順は第1実施形態と概ね同様である。第3実施形態においては、処理条件を設定する手法が第1実施形態および第2実施形態と異なる。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the invention will be described. The configuration of the heat treatment apparatus 100 and the processing procedure of the semiconductor wafer W of the third embodiment are substantially the same as those of the first embodiment. The third embodiment differs from the first and second embodiments in the method of setting processing conditions.

図15は、第3実施形態の制御部3の構成を示すブロック図である。図15において、第1実施形態(図10)および第2実施形態(図13)と同じ要素については同一の符合を付している。第3実施形態の制御部3は、反射率算定部31に加えて条件算定部39および設定部38を備える。条件算定部39および設定部38も制御部3のCPUが所定の処理プログラムを実行することによって実現される機能処理部であり、その処理内容については後述する。 FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the control section 3 of the third embodiment. In FIG. 15, the same symbols are attached to the same elements as in the first embodiment (FIG. 10) and the second embodiment (FIG. 13). The control unit 3 of the third embodiment includes a condition calculation unit 39 and a setting unit 38 in addition to the reflectance calculation unit 31 . The condition calculation unit 39 and the setting unit 38 are also functional processing units realized by the CPU of the control unit 3 executing a predetermined processing program, and the details of the processing will be described later.

図16は、第3実施形態における半導体ウェハーWの処理条件の設定手順を示すフローチャートである。まず、第1実施形態と同様に、熱処理装置100にロットが搬入される(ステップS31)。すなわち、ロットを構成する複数(本実施形態では25枚)の半導体ウェハーWがキャリアCに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。 FIG. 16 is a flow chart showing a procedure for setting processing conditions for the semiconductor wafer W in the third embodiment. First, as in the first embodiment, a lot is carried into the heat treatment apparatus 100 (step S31). That is, a plurality of (25 in this embodiment) semiconductor wafers W constituting a lot are placed on the load port 110 of the indexer section 101 in a state accommodated in the carrier C. FIG.

キャリアCがロードポート110に載置された後、第3実施形態では半導体ウェハーWの表面の反射率を測定する(ステップS32)。具体的には、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230のアライメントチャンバー231に搬入する。アライメントチャンバー231では、半導体ウェハーWが回転支持部237によって支持される。そして、第1実施形態と同様にして反射率測定部232が回転支持部237に支持された半導体ウェハーWの表面の反射率を測定する。 After the carrier C is placed on the load port 110, the reflectance of the surface of the semiconductor wafer W is measured in the third embodiment (step S32). Specifically, the delivery robot 120 takes out the semiconductor wafers W one by one from the carrier C and carries them into the alignment chamber 231 of the alignment section 230 . In the alignment chamber 231 , the semiconductor wafer W is supported by a rotation supporter 237 . Then, the reflectance measurement unit 232 measures the reflectance of the surface of the semiconductor wafer W supported by the rotation support unit 237 in the same manner as in the first embodiment.

反射率測定が終了した後、受渡ロボット120がアライメントチャンバー231から測定後の半導体ウェハーWを取り出してロードポート110のキャリアCに戻す。ステップS32の反射率測定は、キャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWの全てに対して順次に実行される。すなわち、キャリアCに収容されている複数の半導体ウェハーWは順次にアライメントチャンバー231に搬送されて反射率が測定され、測定後に順次に元のキャリアCに戻される。 After the reflectance measurement is completed, the transfer robot 120 takes out the semiconductor wafer W after measurement from the alignment chamber 231 and returns it to the carrier C of the load port 110 . The reflectance measurement in step S32 is sequentially performed on all of the plurality of semiconductor wafers W housed in the carrier C. As shown in FIG. That is, a plurality of semiconductor wafers W accommodated in the carrier C are sequentially transported to the alignment chamber 231 to have their reflectances measured, and then returned to the original carrier C in sequence after the measurement.

次に、制御部3の条件算定部39がステップS32で実測された処理対象となる半導体ウェハーWの反射率に基づいて、当該半導体ウェハーWが所望の目標温度に加熱されるための処理条件を算定する(ステップS33)。条件算定部39は、半導体ウェハーWの光学特性である実測の反射率に公知の演算モデルを適用し、所望の目標温度を得るのに必要なフラッシュランプFLの放電電圧やフラッシュ光の照射時間等を処理条件として算定するのである。算定された処理条件は表示部34に表示される。 Next, the condition calculation unit 39 of the control unit 3 determines a processing condition for heating the semiconductor wafer W to a desired target temperature based on the reflectance of the semiconductor wafer W to be processed actually measured in step S32. Calculate (step S33). The condition calculation unit 39 applies a known arithmetic model to the measured reflectance, which is the optical characteristic of the semiconductor wafer W, and calculates the discharge voltage of the flash lamp FL, the irradiation time of the flash light, etc. necessary to obtain the desired target temperature. is calculated as a processing condition. The calculated processing conditions are displayed on the display section 34 .

次に、制御部3の設定部38がステップS33で算定された処理条件を規定したレシピを作成して処理対象となる半導体ウェハーWに設定する(ステップS34)。このようにして設定されたレシピに従って熱処理装置100にて半導体ウェハーWに熱処理を行うことにより、半導体ウェハーWを上記の目標温度に加熱することができる。なお、表示部34の表示内容に従って、熱処理装置100のオペレータがレシピを作成して処理対象となる半導体ウェハーWに設定するようにしても良い。 Next, the setting unit 38 of the control unit 3 creates a recipe defining the processing conditions calculated in step S33 and sets the recipe for the semiconductor wafer W to be processed (step S34). By heat-treating the semiconductor wafer W in the heat-treating apparatus 100 according to the recipe thus set, the semiconductor wafer W can be heated to the above target temperature. The operator of the heat treatment apparatus 100 may create a recipe according to the contents displayed on the display unit 34 and set the recipe for the semiconductor wafer W to be processed.

第3実施形態においては、実測した処理対象となる半導体ウェハーWの反射率から当該半導体ウェハーWが所望の目標温度に到達するための処理条件を算定し、その処理条件を規定したレシピを作成して当該半導体ウェハーWに設定している。実測の反射率から演算処理によって求められた半導体ウェハーWの処理条件を設定することができるため、試行錯誤によって最適な条件を見出す手法と比較して容易に熱処理の条件設定を行うことができる。 In the third embodiment, processing conditions for the semiconductor wafer W to reach a desired target temperature are calculated from the actually measured reflectance of the semiconductor wafer W to be processed, and a recipe defining the processing conditions is created. is set to the semiconductor wafer W in question. Since the processing conditions for the semiconductor wafer W obtained by arithmetic processing from the actually measured reflectance can be set, the heat treatment conditions can be easily set compared to the method of finding the optimum conditions by trial and error.

<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、第3実施形態においては、制御部3の条件算定部39が処理条件を算定していたが、これに代えて、熱処理装置100の外部に別途設けられたコンピュータによって半導体ウェハーWの反射率から処理条件を算定するようにしても良い。制御部3は基本的には熱処理装置100の各部を制御するための制御用コンピュータであるため、種々のパラメータを使用して複雑な演算処理を行う場合には、専用のコンピュータによって処理条件を算定するのが好ましい。
<Modification>
Although 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 scope of the invention. For example, in the third embodiment, the condition calculation unit 39 of the control unit 3 calculates the processing conditions. It is also possible to calculate the processing conditions from Since the control unit 3 is basically a control computer for controlling each part of the heat treatment apparatus 100, when performing complicated arithmetic processing using various parameters, the processing conditions are calculated by a dedicated computer. preferably.

また、上記実施形態においては、反射率測定部232をアライメントチャンバー231に設けていたが、これに限定されるものではなく、反射率測定部232を半導体ウェハーWの搬送経路上の任意の位置(例えば、第1クールチャンバー131または第2クールチャンバー141)に設けるようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the reflectance measurement unit 232 is provided in the alignment chamber 231, but the present invention is not limited to this. For example, it may be provided in the first cool chamber 131 or the second cool chamber 141).

また、上記実施形態においては、フラッシュランプハウス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。また、ハロゲンランプハウス4に備えるハロゲンランプHLの本数も40本に限定されるものではなく、任意の数とすることができる。 Further, in the above embodiment, the flash lamp house 5 is provided with 30 flash lamps FL, but the present invention is not limited to this, and the number of flash lamps FL can be any number. . Also, the flash lamp FL is not limited to a xenon flash lamp, and may be a krypton flash lamp. Further, the number of halogen lamps HL provided in the halogen lamp house 4 is not limited to 40, and may be any number.

また、上記実施形態においては、1秒以上連続して発光する連続点灯ランプとしてフィラメント方式のハロゲンランプHLを用いて半導体ウェハーWの予備加熱を行っていたが、これに限定されるものではなく、ハロゲンランプHLに代えて放電型のアークランプ(例えば、キセノンアークランプ)を連続点灯ランプとして用いて予備加熱を行うようにしても良い。 In the above embodiment, the semiconductor wafer W is preheated by using the filament type halogen lamp HL as the continuous lighting lamp that continuously emits light for one second or longer. Preheating may be performed by using a discharge type arc lamp (for example, a xenon arc lamp) as a continuous lighting lamp instead of the halogen lamp HL.

また、熱処理装置100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、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイ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。 Further, substrates to be processed by the heat treatment apparatus 100 are not limited to semiconductor wafers, and may be glass substrates used for flat panel displays such as liquid crystal display devices or substrates for solar cells.

3 制御部
4 ハロゲンランプハウス
5 フラッシュランプハウス
6 処理チャンバー
7 保持部
10 移載機構
31 反射率算定部
33 入力部
34 表示部
35 磁気ディスク
36 温度算定部
37 抽出部
38 設定部
39 条件算定部
65 熱処理空間
74 サセプタ
100 熱処理装置
101 インデクサ部
120 受渡ロボット
130,140 冷却部
150 搬送ロボット
151a,151b 搬送ハンド
160 熱処理部
231 アライメントチャンバー
232 反射率測定部
DB データベース
FL フラッシュランプ
HL ハロゲンランプ
W 半導体ウェハー
3 Control Part 4 Halogen Lamp House 5 Flash Lamp House 6 Processing Chamber 7 Holding Part 10 Transfer Mechanism 31 Reflectance Calculation Part 33 Input Part 34 Display Part 35 Magnetic Disk 36 Temperature Calculation Part 37 Extraction Part 38 Setting Part 39 Condition Calculation Part 65 Heat Treatment Space 74 Susceptor 100 Heat Treatment Apparatus 101 Indexer Section 120 Transfer Robot 130, 140 Cooling Section 150 Transfer Robot 151a, 151b Transfer Hand 160 Heat Treatment Section 231 Alignment Chamber 232 Reflectance Measurement Section DB Database FL Flash Lamp HL Halogen Lamp W Semiconductor Wafer

Claims (6)

基板に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、
処理対象となる基板に処理手順および処理条件を規定したレシピを設定するレシピ設定工程と、
前記基板の反射率を測定する反射率測定工程と、
前記レシピ設定工程にて設定されたレシピに規定されたフラッシュランプの放電電圧およびフラッシュ光の照射時間と前記反射率測定工程にて測定された反射率とに基づいて、加熱処理時の前記基板の温度を算定する温度算定工程と、
前記反射率測定工程にて測定された反射率、前記レシピ設定工程にて設定されたレシピ、および、前記温度算定工程にて算定された前記基板の温度を並べて表示する表示工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。
A heat treatment method for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light,
a recipe setting step of setting a recipe defining a processing procedure and processing conditions for a substrate to be processed;
a reflectance measuring step of measuring the reflectance of the substrate;
Based on the discharge voltage and flash light irradiation time of the flash lamp specified in the recipe set in the recipe setting step and the reflectance measured in the reflectance measurement step, the substrate during heat treatment. a temperature calculation step of calculating the temperature;
a display step of displaying side by side the reflectance measured in the reflectance measurement step, the recipe set in the recipe setting step, and the temperature of the substrate calculated in the temperature calculation step;
A heat treatment method, comprising:
基板に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、
処理対象となる基板の反射率を測定する反射率測定工程と、
反射率、処理手順および処理条件を規定したレシピ並びに加熱処理時の基板の温度変化を示す温度プロファイルを相互に関連付けたデータベースから前記反射率測定工程にて測定された反射率に対応するレシピおよび基板の温度プロファイルを抽出する抽出工程と、
前記抽出工程にて抽出されたレシピおよび基板の温度プロファイルを表示する表示工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。
A heat treatment method for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light,
a reflectance measurement step of measuring the reflectance of the substrate to be processed;
A recipe and a substrate corresponding to the reflectance measured in the reflectance measurement step from a database in which recipes defining the reflectance, treatment procedure and treatment conditions, and a temperature profile indicating the temperature change of the substrate during heat treatment are associated with each other. an extraction step of extracting the temperature profile of
a display step of displaying the recipe extracted in the extraction step and the temperature profile of the substrate;
A heat treatment method, comprising:
請求項2記載の熱処理方法において、
前記抽出工程にて抽出されたレシピおよび基板の温度プロファイルに基づいて前記処理対象となる基板の処理条件を設定する設定工程をさらに備えることを特徴とする熱処理方法。
In the heat treatment method according to claim 2,
A heat treatment method, further comprising a setting step of setting processing conditions for the substrate to be processed based on the recipe extracted in the extraction step and the temperature profile of the substrate.
基板に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、
処理対象となる基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に収容された前記基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記基板に対する処理手順および処理条件を規定したレシピの設定を受け付ける入力部と、
前記基板の反射率を測定する反射率測定部と、
前記入力部から設定されたレシピに規定された前記フラッシュランプの放電電圧およびフラッシュ光の照射時間と前記反射率測定部によって測定された反射率とに基づいて、加熱処理時の前記基板の温度を算定する温度算定部と、
前記反射率測定部によって測定された反射率、前記入力部から設定されたレシピ、および、前記温度算定部によって算定された前記基板の温度を並べて表示する表示部と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light,
a chamber containing a substrate to be processed;
a flash lamp that irradiates the substrate housed in the chamber with flash light;
an input unit that accepts setting of a recipe that defines a processing procedure and processing conditions for the substrate;
a reflectance measuring unit that measures the reflectance of the substrate;
The temperature of the substrate during heat treatment is determined based on the discharge voltage and flash light irradiation time of the flash lamp specified in the recipe set by the input unit and the reflectance measured by the reflectance measurement unit. a temperature calculating unit for calculating;
a display unit that displays side by side the reflectance measured by the reflectance measurement unit, the recipe set by the input unit, and the temperature of the substrate calculated by the temperature calculation unit;
A heat treatment apparatus comprising:
基板に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、
処理対象となる基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に収容された前記基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記基板の反射率を測定する反射率測定部と、
反射率、処理手順および処理条件を規定したレシピ並びに加熱処理時の基板の温度変化を示す温度プロファイルを相互に関連付けたデータベースを格納する記憶部と、
前記データベースから前記反射率測定部によって測定された反射率に対応するレシピおよび基板の温度プロファイルを抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出されたレシピおよび基板の温度プロファイルを表示する表示部と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating the substrate with flash light,
a chamber containing a substrate to be processed;
a flash lamp that irradiates the substrate housed in the chamber with flash light;
a reflectance measuring unit that measures the reflectance of the substrate;
a storage unit that stores a database that associates recipes defining reflectance, processing procedures and processing conditions, and temperature profiles that indicate temperature changes of substrates during heat processing;
an extraction unit that extracts recipes and substrate temperature profiles corresponding to the reflectance measured by the reflectance measurement unit from the database;
a display unit that displays the recipe extracted by the extraction unit and the temperature profile of the substrate;
A heat treatment apparatus comprising:
請求項記載の熱処理装置において、
前記抽出部によって抽出されたレシピおよび基板の温度プロファイルに基づいて前記処理対象となる基板の処理条件を設定する設定部をさらに備えることを特徴とする熱処理装置。
In the heat treatment apparatus according to claim 5 ,
A heat treatment apparatus, further comprising a setting unit that sets processing conditions for the substrate to be processed based on the recipe extracted by the extraction unit and the temperature profile of the substrate.
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