JPH0722139B2 - 光加熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、石英製プロセスチューブ内に入れられた被
加熱処理物、たとえば半導体ウエハの温度を管理しなが
ら、被加熱処理物を光照射により加熱処理する光加熱処
理装置に関する。

発明の課題 本出願人は、第３図に示すような光加熱処理装置を開発
し、すでに出願している（特願昭59−25438号参照）。
この光加熱処理装置は、横断面矩形のケーシング（１）
と、ケーシング（１）内に設けられた横断面矩形の石英
製プロセスチューブ（２）と、プロセスチューブ（２）
とケーシング（１）との間に設けられた複数のハロゲン
ランプ（３）と、プロセスチューブ（２）の下壁中央部
にあけられた穴（４）に一端が接続されかつ他端がケー
シング（１）の下方までのびた石英製赤外線導出管
（５）と、ケーシング（１）の下壁外面に取り付けられ
かつ赤外線導出管（５）と同心の貫通孔（６）が形成さ
れた取付台（７）と、プロセスチューブ（２）内に設け
られた石英製サセプタ（８）上に穴（４）に面するよう
に載せられた半導体ウエハ（９）からの赤外線を、穴
（４）および赤外線導出管（５）を介して受光しうるよ
うに取付台（７）に取付けられた検出部（10）を有する
放射温度計とを備えている。

ケーシング（１）の上壁および下壁は、内部に冷水通路
（図示略）が形成されている水冷式の反射板（11）で形
成されている。ケーシング（１）およびプロセスチュー
ブ（２）の前端は開口している。そして、プロセスチュ
ーブ（２）の前端部は、ケーシング（１）の前端開口か
ら前方に突出しており、プロセスチューブ（２）の前端
開口は蓋（12）によって閉鎖されている。プロセスチュ
ーブ（２）の後端壁には、ガス供給口（13）とガス排出
口（14）とが設けられている。

プロセスチューブ（２）の上壁とケーシング（１）の上
壁との間の空間部およびプロセスチューブ（２）の下壁
とケーシング（１）の下壁との間の空間部内に、前後方
向に等間隔おきにかつ互いに平行に複数のハロゲンラン
プ（３）が配置されているとともに左右方向に等間隔お
きにかつ互いに平行に複数のハロゲンランプ（３）が配
置されている。

このような光加熱処理装置において、プロセスチューブ
（２）の密封性を高めるためには、プロセスチューブ
（２）内の気体が赤外線導出管（５）および取付台
（７）の貫通孔（６）を通って外部に漏れないようにす
ることが必要である。また、半導体ウェハ（９）の温度
を正確に測定するためには、放射温度計の測定温度にハ
ロゲンランプ（３）からの赤外線の影響が表われないよ
うにする必要がある。

この発明は、プロセスチューブ内の気体が赤外線導出管
および取付台の貫通孔を通って外部に漏れるのを防止で
きるとともに、放射温度計の測定温度に光照射式加熱手
段からの赤外線光の影響が表われるのを防止できる光加
熱処理装置を提供することを目的とする。

発明の構成 この発明による光加熱処理装置は、ケーシング、ケーシ
ング内に設けられた石英製プロセスチューブ、ケーシン
グとプロセスチューブとの間に設けられた光照射式加熱
手段、プロセスチューブの壁にあけられた穴に一端が接
続されかつ他端がケーシングの外方までのびた石英製赤
外線導出管、ケーシング外面に取り付けられかつ赤外線
導出管と同心の貫通孔を有する取付台およびプロセスチ
ューブ内の穴に面するように配置される被加熱処理物か
らの赤外線を受光しうるように取付台に取り付けられた
検出部を有する放射温度計を備え、放射温度計として検
出波長が光照射式加熱手段の出力光の波長よりも長いも
のが用いられ、取付台の貫通孔が、ケーシングがわから
あけられかつ赤外線導出管の他端部が挿入された導出管
挿入部と、導出管挿入部に連続しかつ導出管挿入部の内
方端よりも径の大きなフィルタ収納部とを有し、導出管
挿入部の内周面と赤外線導出管との間に第１のシール部
材が介在しており、光照射式加熱手段の出力光を遮光し
かつ放射温度計の検出検出波長の赤外線を透過させる赤
外線透過フィルタがフィルタ収納部に嵌め込まれかつ固
定されており、フィルタ収納部と導出管挿入部との間の
環状段部と、赤外線透過フィルタとの間に第２のシール
部材が介在していることを特徴とする。

実 施 例 第１図は、この発明の第１実施例を示すもので、光加熱
処理装置の一部を示している。光加熱処理装置の他の部
分は第３図のものと同じである。第１図において第３図
と同じものには同じ符号を付してその説明を省略する。

放射温度計としては、赤外線検出波長がハロゲンランプ
（３）の出力波長0.6〜4.0μｍよりも長いもの、この例
では赤外線検出波長が５〜８μｍのものが用いられてい
る。放射温度計の検出部（10）は、横断面円形の外ケー
ス（10a）と、外ケース（10a）内から前端部が突出しか
つ対物レンズ、赤外線検出素子（図示略）等が内臓され
た横断面円形の内ケース（10b）と、内ケース（10b）の
前端部の基部に嵌め合わされかつ外ケース（10a）の前
面に固定された検出部取付ねじ（10c）とを備えてい
る。

プロセスチューブ（２）の穴（４）の内がわに短筒状の
導出管接続部（15）が設けられている。導出管接続部
（15）の内周面は、上方にいくほど径が小さくなるテー
パ面（15a）に形成されている。

赤外線導出管（５）の一端部の外周面は導出管接続部
（15）の内周テーパ面（15a）と合致するテーパ面（5
a）に形成されており、赤外線導出管（５）の一端部が
導出管接続部（15）に嵌入されている。

取付台（７）としては、内部に冷水通路（図示略）を有
する水冷式のものが用いられている。取付台（７）の貫
通孔（６）は、ケーシング（１）がわの一端面からあけ
られかつ赤外線導出管（５）の他端部が挿入された導出
管挿入部（6a）と、取付台（７）の他端面がわにあけら
れかつ内径が検出部（10）の取付けねじ（10c）の外径
とほぼ等しいねじ孔部（6c）と、導出管挿入部（6a）と
ねじ孔部（6c）との間に形成されかつ内径が導出管挿入
部（6a）の内方端（下端）よりも大きくてねじ孔部（6
c）よりも小さいフィルタ収納部（6b）とからなる。

導出管挿入部（6a）の内周面と赤外線導出管（５）との
間にはＯリング（16）が介在している。フィルタ収納部
（6b）には、Ｏリング（17）、赤外線透過フィルタ（1
8）および環状の不透明テフロン製フィルタ押え（19）
が順次嵌め込まれている。そしてねじ孔部（6c）に環状
のフィルタ押え押付部材（20）がねじ込まれることによ
って、赤外線透過フィルタ（18）がＯリング（17）をフ
ィルタ収納部（6b）と導出管挿入部（6a）との間の環状
段部に押し付けた状態で固定されている。

赤外線透過フィルタ（18）としては、ハロゲンランプ
（３）から出力される赤外線を遮光しかつ放射温度計の
検出波長の赤外線を透過するもの、この例では５〜８μ
ｍの波長の赤外線を透過するものが用いられている。

検出部（10）は、取付ねじ（10c）がねじ孔部（6c）に
ねじ込まれることによって取付台（７）に取り付けられ
ている。この状態においては、検出部（10）の内ケース
（10b）の前端部がフィルタ押え押付部材（20）に嵌ま
り込んでいる。

上記光加熱処理装置では、赤外線導出管（５）に連通し
ている貫通孔（６）が、Ｏリング（16）（17）および赤
外線透過フィルタ（18）によって密封されているので、
プロセスチューブ（２）内の気体が導出管（５）および
貫通孔（６）を通って外部に漏れてしまうのを防止でき
る。このため、プロセスチューブ（２）内に所定の気体
を閉じ込めた状態やプロセスチューブ（２）内を真空に
した状態で、半導体ウェハ（９）の加熱処理を行なうこ
とができるようになる。

また、放射温度計の検出波長は５〜８μｍであり、ハロ
ゲンランプ（３）の出力波長（0.6〜4.0μｍ）よりも長
いので、放射温度計による測定温度にハロゲンランプ
（３）からの赤外線の影響が表われなくなり、正確な温
度測定が行なえるようになる。また、赤外線透過フィル
タ（18）によってハロゲンランプ（３）からの赤外線の
ほとんどが遮光されるとともに、ハロゲンランプ（３）
からの赤外線のうちフィルタ（18）を通過した光のほと
んど第１図に鎖線で示すようにフィルタ押え（19）によ
って遮光されるので、検出部（10）にハロゲンランプ
（３）からの赤外線が直接入射されるのを防止できる。
このためハロゲンランプ（３）からの赤外線によって検
出部（10）が故障するといったことが防止される。

さらに、赤外線導出管（５）は、その一端部が導出管接
続部（15）に嵌入されているだけであり、プロセスチュ
ーブ（２）に着脱自在となっているので、加熱処理装置
を分解することなくプロセスチューブ（２）を簡単に取
り出すことができるので、プロセスチューブ（２）の洗
浄が簡単にできるようになる。

第２図は、この発明の第２の実施例を示している。第２
図において第１図と同じものには同じ符号を付してその
説明を省略する。この光加熱処理装置では、赤外線導出
管（５）は、一端がプロセスチューブ（２）に接続固定
されかつ他端がケーシング（１）外方までのびた主管
（21）と、主管（21）に一端部が嵌入された継管（22）
とから構成されている。主管（22）の他端部および継管
（23）の他端部が取付台（７）の導出管挿入部（6a）に
挿入されており、挿入部（6a）の内周面と主管（21）と
の間にＯリング（16a）が介在しているとともに、挿入
部（6a）の内周面と継管（22）との間にＯリング（16
b）が介在している。

主管（21）の長さを長くして、継管（22）を省くように
してもよい。

発明の効果 この発明による光加熱処理装置では、赤外線導出管に連
通している取付台の貫通孔が、第１および第２のシール
部材および赤外線透過フィルタによって密封されている
ので、プロセスチューブ内の気体が赤外線導出管および
貫通孔を通って外部に漏れてしまうのを防止できる。こ
のため、プロセスチューブ内に所定の気体を閉じ込めた
状態やプロセスチューブ内を真空にした状態で、被加熱
処理物の加熱処理を行なうことができるようになる。

また、放射温度計の検出波長は光照射式加熱手段の出力
光の波長よりも長いから、放射温度計による測定温度に
光照射式加熱手段からの赤外線の影響が表われなくな
り、正確な温度測定が行なえるようになる。

さらに、赤外線透過フィルタによって光照射式加熱手段
の出力光が遮光されるので、放射温度計の検出部に光照
射式加熱手段の出力光が直接入射されるのを防止でき
る。このため光照射式加熱手段の出力光によって検出部
が故障するといったことが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すものであり、光加
熱処理装置の一部を示す縦断面図、第２図はこの発明の
第２実施例を示すものであり、光加熱処理装置の一部を
示す縦断面図、第３図は本出願人がすでに開発している
光加熱処理装置を示す縦断面図である。 （１）……ケーシング、（２）……プロセスチューブ、
（３）……ハロゲンランプ、（４）……穴、（５）……
赤外線導出管、（６）……貫通孔、（6a）……導出管挿
入部、（6b）……フィルタ収納部、（７）……取付台、
（９）……半導体ウェハ、（10）……放射温度計の検出
部、（16）（17）……Ｏリング、（18）……赤外線透過
フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長嶋 靖 奈良県天理市嘉幡町229番地 光洋リンド バーグ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−131430（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング、 ケーシング内に設けられた石英製プロセスチューブ、 ケーシングとプロセスチューブとの間に設けられた光照
   射式加熱手段、 プロセスチューブの壁にあけられた穴に一端が接続され
   かつ他端がケーシングの外方までのびた石英製赤外線導
   出管、 ケーシング外面に取り付けられかつ赤外線導出管と同心
   の貫通孔を有する取付台および プロセスチューブ内の穴に面するように配置される被加
   熱処理物からの赤外線を受光しうるように取付台に取り
   付けられた検出部を有する放射温度計を備え、 放射温度計として検出波長が光照射式加熱手段の出力光
   の波長よりも長いものが用いられ、 取付台の貫通孔が、ケーシングがわからあけられかつ赤
   外線導出管の他端部が挿入された導出管挿入部と、導出
   管挿入部に連続しかつ導出管挿入部の内方端よりも径の
   大きなフィルタ収納部とを有し、 導出管挿入部の内周面と赤外線導出管との間に第１のシ
   ール部材が介在しており、 光照射式加熱手段の出力光を遮光しかつ放射温度計の検
   出波長の赤外線を透過させる赤外線透過フィルタがフィ
   ルタ収納部に嵌め込まれかつ固定されており、 フィルタ収納部と導出管挿入部との間の環状段部と、赤
   外線透過フィルタとの間に第２のシール部材が介在して
   いる光加熱処理装置。