JPH09330886A

JPH09330886A - 基板の枚葉式熱処理装置

Info

Publication number: JPH09330886A
Application number: JP8147366A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Chiba; ▲隆▼俊千葉; Takashi Ito; 伊藤　　隆
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1997-12-22
Anticipated expiration: 2016-06-10
Also published as: JP3504436B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の面内温度分布を均一とすることおよび
基板が大口径化しても対応できること。【解決手段】棒状両極ランプ１で構成された基板中央
部加熱源１４と、単極ランプ２が基板Ｗの外周に沿って
配置された基板周辺部加熱源１３と有する。基板中央部
加熱源１４は基板Ｗの中央部分の加熱を担当し、基板周
辺部加熱源１３は基板の周辺部の加熱を担当する。これ
によって熱処理工程において生ずる基板の中央部と周辺
部との温度差を解消する。また、基板周辺部加熱源１３
を構成する単極ランプ２の位置を変更することができる
ため、基板周辺部の照射ムラを調整することが可能であ
る。さらに、基板の大口径化についても棒状両極ランプ
１の長さを長くすることなく簡単な設計変更のみで対応
可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基板をランプ熱
源によって加熱する基板の枚葉式熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体などの基板の製造過程において、
イオン注入後，エッチング後などの工程の途中に種々の
目的で熱処理が行われている。このような熱処理を施す
装置としては、基板を一枚づつ熱処理する枚葉式で、ラ
ンプ熱源を用いた基板熱処理装置が知られている。

【０００３】＜第１の従来の技術＞図１７は第１の従来
の基板の枚葉式熱処理装置の斜視図である。まず基板Ｗ
の上方に棒状両極ランプ１０１が複数配置された基板上
面加熱源１０３を備える。そして基板Ｗの下方には、同
じく棒状両極ランプ１０１が複数配置された基板下面加
熱源１０４を備える。ここで棒状両極ランプ１０１は、
棒状ランプの両端に電極１０２を有するものである。そ
して、図に示すように基板上面加熱源１０３の棒状両極
ランプ１０１と基板下面加熱源１０４の棒状両極ランプ
１０１は互いに直交するように配置されている。このよ
うに配置された棒状両極ランプ１０１は、近傍に存在す
る２〜４本程度を１つのまとまりとして、同一の電源に
接続されている。

【０００４】＜第２の従来の技術＞図１８は第２の従来
の基板の枚葉式熱処理装置の概略図である。基板Ｗはピ
ン１１０によって受けられている。またピン１１０は支
柱１０８に接続されており、図示しないモーターによっ
てＲ方向に回転する。基板Ｗの上方および下方にはそれ
ぞれ単極ランプ１０５が円状に配置されている。そして
内壁１０９の壁面には反射板１０７が取り付けられてい
る。また単極ランプ１０５からの光を有効的に基板Ｗに
照射するように反射板１０６を有している。

【０００５】このような枚葉式熱処理装置の単極ランプ
１０５は基板Ｗの周辺部に配置されているため、基板Ｗ
の中央部よりも周辺部に対して多くの光が照射され、温
度も周辺部の方が高くなることが想定できる。これを防
止するため従来の技術においては、反射板１０６，１０
７の取り付けや反射板１０６，１０７自体を工夫する
（たとえば、反射面を曲面にし光を任意の部分に集光す
る）ことにより、中央部に照射される光と周辺部に照射
される光の分布を調整し、さらに基板ＷをＲ方向に回転
させることによって、基板Ｗの面内温度分布をなるべく
均一にするように構成されている。

【０００６】＜第３の従来の技術＞図１９および図２０
は第３の従来の基板の枚葉式熱処理装置の概略図であ
る。これらは基板Ｗの側面から加熱することを目的とし
ている。図１９の従来例は、基板Ｗを取り囲むように棒
状両極ランプ１０１を井桁状に配置している。また、図
２０の従来例は、基板Ｗと垂直な方向に、基板Ｗを取り
囲むように等間隔で棒状両極ランプ１０１を配置してい
る。

【０００７】通常、基板の熱処理を行う過程において、
定温過程および降温過程では、基板の周辺部の方が中央
部よりも温度が低くなる。したがってこのような場合に
は図１９および図２０の棒状両極ランプ１０１の配置は
効果的である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】第１の従来の技術で
は、基板面内の温度分布を棒状両極ランプ１０１に印加
する電力の配分で調整することになるが、棒状両極ラン
プ１０１の配列された特定の方向にしか光の照射するエ
ネルギー（光エネルギー）を調整できない。すなわち基
板Ｗの周辺部の温度を上げようとすると図２１に示す斜
線領域に位置する棒状両極ランプの電力を上げ、光エネ
ルギーを上げることになる。この場合は、図２１に示す
領域Ｋ２と領域Ｋ１とを比較すると、照射する光エネル
ギーが領域Ｋ１の方が大きくなる。したがって基板Ｗの
周辺部の温度も領域Ｋ１の方が高くなる。このような現
象を避けるためには炉体を大きくしなければならない
が、そのような対策を行っても特定の棒状両極ランプに
負荷が片寄ることは避けられない。さらに、基板Ｗのサ
イズが大型化（大口径化）する場合を考慮すると、棒状
両極ランプ１０１の長さを長くする必要があるが、そう
するとランプの応答性が低下するという問題が発生す
る。

【０００９】つぎに、第２の従来の技術であるが、基板
Ｗの上下の周辺部に取り付けられた単極ランプ１０５か
らの光を反射板１０６，１０７によって基板Ｗの中央部
にも照射するように構成しているため、照射ムラが生じ
やすい。この影響を可能な限り小さくするために、基板
Ｗを回転させているが、このために装置の大型化は避け
られない状況にある。また、基板Ｗが大口径化すると、
先述の照射ムラによる基板Ｗの中央部〜周辺部にかけて
の温度の均一性の維持がさらに難しくなる。

【００１０】つぎに、第３の従来の技術であるが、図１
９または図２０のように基板Ｗの外周を取り囲むよう
に、棒状両極ランプを配置しているため、熱処理が完了
した後は基板Ｗを図の点線部分まで下降させて基板Ｗを
炉内から取り出すことが必要になる。逆に熱処理を施す
際も、基板Ｗを炉内の点線部分に挿入し、そこから熱処
理を行う所定の位置まで上昇させることになる。このよ
うな装置は、構造が複雑であり、大型化し、高価とな
る。さらに、基板Ｗの上下動作に要する時間だけ、効率
が低下する。

【００１１】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
のであって、装置を大型化する必要がなく、基板面内温
度の均一性を良好に維持する基板の枚葉式熱処理装置を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板をランプ熱源によって加熱する基板の枚葉式熱
処理装置であって、(a) 前記基板の周辺部に対応する位
置に設けられ、前記基板の前記周辺部の加熱を行う基板
周辺部加熱手段と、(b) 前記基板に関して前記基板周辺
部加熱手段と同じ側において前記基板に対向する位置に
設けられ、前記基板の中央部の加熱を行う基板中央部加
熱手段とを備え、前記基板周辺部加熱手段は、前記基板
中央部加熱手段よりも前記基板に近い位置に配置されて
いる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の基板の枚葉式熱処理装置において、前記基板周辺部加
熱手段は、(a-1) 前記基板と略平行な面内において、前
記基板の外形に沿う位置に配列された複数の単極ランプ
を備えている。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の基板の枚葉式熱処理装置において、前記基板中央部加
熱手段は、(b-1) 前記基板と略平行な面内において複数
の第１の棒状両極ランプを略等間隔で配置した第１棒状
ランプ加熱手段と、(b-2) 前記基板と略平行な面内で、
且つ前記第１棒状ランプ加熱手段から前記基板に向かう
方向に僅かに離れた位置に複数の第２の棒状両極ランプ
を略等間隔で配置した第２棒状ランプ加熱手段とを備
え、前記第１の棒状両極ランプと、前記第２の棒状両極
ランプとが略直交するように配置されている。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の基板の枚葉式熱処理装置において、(c) 前記基板周辺
部加熱手段と前記基板中央部加熱手段とに対向する側が
透明体とされるとともに、内部に前記基板を収容するチ
ャンバをさらに備え、前記チャンバの側部に前記基板の
搬出入口が形成されており、前記基板中央部加熱手段
は、(b-1) 前記基板と略平行な面内において、前記搬出
入口に向かう方向に略等間隔で配列した複数の棒状両極
ランプを備えている。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の基板の枚葉式熱処理装置において、前記複数の単極ラ
ンプが進退可能とされている。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
の基板の枚葉式熱処理装置において、(c) 前記基板周辺
部加熱手段と前記基板中央部加熱手段とを水冷する水冷
手段をさらに備えている。

【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の基板の枚葉式熱処理装置において、(c) 前記基板周辺
部加熱手段と前記基板中央部加熱手段とを空冷する空冷
手段をさらに備えている。

【００１９】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
の基板の枚葉式熱処理装置において、(c) 前記基板周辺
部加熱手段と前記基板中央部加熱手段との間に配置され
た放射熱拡散板をさらに備えている。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の概念を示す基
板の枚葉式熱処理装置の斜視図である。基板Ｗの上方に
単極ランプ２が複数円状に略等間隔で配置されている。
これは基板Ｗの周辺部を加熱するための基板周辺部加熱
源１３となる。そして、その上方には棒状両極ランプ１
が複数平行に配置された第１棒状ランプ加熱源１１と、
同じく棒状両極ランプ１が複数平行に配置された第２棒
状ランプ加熱源１２とが構成されている。第１棒状ラン
プ加熱源１１を構成する棒状両極ランプ１と第２棒状ラ
ンプ加熱源１２を構成する棒状両極ランプ１とは互いに
直交している。これら第１棒状ランプ加熱源１１と第２
棒状ランプ加熱源１２は、基板Ｗの中央部を加熱するた
めの基板中央部加熱源１４である。

【００２１】図２は、図１の基板周辺部加熱源１３の構
成を示す平面図である。ここで使用している単極ランプ
２はフィラメントが平面状に配列されており、ランプの
光源は面発光する。図２において各単極ランプ２内に点
線で示す部分はランプの発光面を示す。当該発光面は基
板面に対して最大の光エネルギーが照射されるように基
板面と平行に配置されている。そして２本の単極ランプ
２を１つのまとまりとするゾーン分割を行っており、Ｚ
１〜Ｚ８まで８のゾーンが設けられている。１つのゾー
ンは、単一の電源によって照射する光エネルギーを制御
されている。

【００２２】図３は、図１の第１棒状ランプ加熱源１１
と第２棒状ランプ加熱源１２とで構成される基板中央部
加熱源１４の平面図である。図に示すように、棒状ラン
プの両端に電極が付いた棒状両極ランプ１が格子状に配
置されており、４本の棒状両極ランプ１を１つのまとま
りとするゾーン分割を行っている。分割されたゾーンは
図に示すＺ９〜Ｚ１４である。ここでも基板周辺部加熱
源と同様にゾーン毎に単一の電源によって照射するエネ
ルギーを制御している。

【００２３】なお、図２および図３に示したゾーン分割
は一例に過ぎず、必要に応じて分割する数などを変更す
れば良い。

【００２４】ここで、図４により棒状両極ランプ１およ
び単極ランプ２が基板を照射する概念を説明する。図４
はこの発明の概念を示す基板の枚葉式熱処理装置の側面
図である。なお、この説明では後述する反射板の影響は
考慮していない。単極ランプ２よりなる基板周辺部加熱
源１３は基板Ｗの周辺部を照射し、棒状両極ランプ１よ
りなる基板中央部加熱源１４は基板Ｗの中央部を照射す
るよう構成されている。単極ランプ２の発光面は基板Ｗ
に向けられているため、効率よく基板Ｗの周辺部を照射
する。なお、ランプから出射される光は任意の方向に照
射されうるが、図４においては同一方向（基板Ｗの方
向）に照射される光のみについて考察した。

【００２５】つぎに、この発明の実施の形態について具
体的に説明する。

【００２６】図５は、この発明の実施の形態を示す図で
ある。基板中央部加熱装置２０には、棒状両極ランプ１
で構成される基板中央部加熱源１４が装着されている。
また基板中央部加熱装置２０の内部には、冷却水を通す
ための水路４が蛇行するように形成されており、その水
路４は給水口および排水口に接続されている。そして給
水口に形成された給水パイプ５ａ，５ｃから冷却水を供
給し、水路４を通った後排水口に設けられた排水パイプ
５ｂ，５ｄから冷却水を抜く。冷却水が当該水路４を蛇
行中に基板中央部加熱装置２０を冷却することに伴っ
て、基板中央部加熱源１４を冷却する効果がある。

【００２７】そして円筒状の基板周辺部加熱装置３０に
は、単極ランプ２が円状（放射状）に装着されており、
単極ランプ２の上方には円盤状とされた半透明の放射熱
拡散板３が設けられている。また、当該基板周辺部加熱
装置３０には、基板中央部加熱装置２０と同様に冷却水
用の水路４が形成されており、図示しない給水口および
排水口から冷却水を供給および排水する。当該冷却水
は、基板周辺部加熱装置３０および基板周辺部加熱源で
ある単極ランプ２を冷却するものである。

【００２８】単極ランプ２の装着の仕方の一例として
は、図６に示す態様が挙げられる。図６は、単極ランプ
２の取り付けの一例を示す図である。この図は、単極ラ
ンプ２の位置を可動することができるように構成されて
いる。略９０゜に屈曲したＬ字型の取付具３１をネジ３
２によって基板周辺部加熱装置３０に取り付ける。単極
ランプ２にはネジ穴の開いたランプ止め具３４が装着さ
れている。

【００２９】そして取付具３１に開いた長穴Ｌにネジ３
３を通し、ランプ止め具３４のネジ穴にネジ３３を回転
挿入することによって、単極ランプ２を固定する。ここ
で長穴Ｌの長手方向は図６のＴ方向である。したがって
ネジ３３の締付を少し緩めることによって、ランプ止め
具３４はＴ方向および−Ｔ方向に自由に移動させること
が可能となる。この際、単極ランプ２とランプ止め具３
４は一体化しているため、単極ランプ２もＴ方向および
−Ｔ方向に（すなわちその放射状配列の中心に向かう側
およびその反対側へ）自由に進退可能である。

【００３０】したがって、熱処理の対象となる基板の大
きさまたは外形が変更されても単極ランプ２の位置を移
動させる（進退させる）ことによって、本来の目的であ
る基板周辺部の加熱を実現することが可能である。

【００３１】さらに、このような単極ランプ２の位置を
進退させることによって、微妙な基板面内の温度分布調
整も可能となる。図７は、単極ランプの位置による温度
分布調整を示す図である。図７（ａ）および（ｂ）のグ
ラフは横軸に基板上の位置を示し、基板の中心を０と
し、半径方向の位置を示す。また縦軸は基板上のその点
での温度を示す。図においてｒは基板の半径を示す。ま
ず図７（ａ）のように中心からＡの付近では温度が低
く、そこから基板周辺部にかけて温度が高くなっている
場合には、単極ランプを−Ｔ方向に移動させることによ
り、基板面内の温度を均一にすることができる。また図
７（ｂ）のように中心からＢの付近では温度が高く、そ
こから基板周辺部にかけて温度が低くなっている場合に
は、単極ランプをＴ方向に移動させることにより、基板
面内の温度を均一にすることができる。

【００３２】つぎに図５に示す放射熱拡散板３について
説明する。図８はこの発明の放射熱拡散板３を示す図で
ある。図８に示すように放射熱拡散板３は円状の透明石
英板の中央部分（斜線領域）に拡散部Ｇが形成されてお
り、また放射熱拡散板３の周辺部には、複数の穴Ｈが形
成されている。拡散部Ｇの一例としては、擦りガラスな
どのように表面に微細な凹凸が形成されたものである。
拡散部Ｇは入射する光を拡散する効果を生ずるものであ
れば良い。そして放射熱拡散板３の周辺部に形成された
複数の穴Ｈは、強度上、不要な透明石英部分を取り除く
ことで、透明石英部分で生ずる熱吸収を低減し、かつ、
冷却用エアーなどの通気性を向上する目的である。

【００３３】図９は、放射熱拡散板３を用いた場合の効
果を示す図である。まず図９（ａ）のように棒状両極ラ
ンプ１で形成された第１棒状ランプ加熱源１１と第２棒
状ランプ加熱源１２から成る基板中央部加熱源１４が照
射する光を拡散部Ｇによって拡散し、基板Ｗに対して照
射ムラを解消する効果を有する。図９（ｂ）は、放射熱
拡散板３が存在しない場合の基板面の温度分布を示す一
例である。図９（ｂ）のように基板面内に温度ムラが生
じている場合は放射熱拡散板３を図９（ａ）に示す位置
などに設けることによって基板面内に照射される光をよ
り均一に近づけることができ、その結果として図９
（ｃ）に示すように基板面内温度分布を均一にすること
が可能となる。また、放射熱拡散板３は基板中央よりの
照射を周辺部に拡散させることで基板周辺部加熱装置３
０の出力を下げても、基板面内に照射される光を均一に
近づけることができ、そのことは棒状のランプよりも高
価な面発光部を有する単極ランプの劣化を防止し、長寿
命化を可能とした。なお、放射熱拡散板３が存在しなく
ても基板面内温度分布が均一である場合は、放射熱拡散
板３を設ける必要はない。

【００３４】再び図５に戻り、基板中央部加熱装置２０
および基板周辺部加熱装置３０の炉内側の壁面には、ラ
ンプが放射する光エネルギーを反射するための反射板が
取り付けられている。本発明の実施の形態としては炉内
側の壁面に金メッキを施すことによって反射板として、
ランプからの光エネルギーを反射する効果を得ている
が、光エネルギーの反射効果を有するものであれば良い
のでこれに限らない。またこの発明のランプの配置によ
って、反射板は光を集光させる機能を有する必要がな
い。したがって反射板からの反射光による照射ムラも発
生しない。

【００３５】そして基板Ｗは石英窓６によって仕切られ
たチャンバ８内に置かれている。チャンバ８は外部と完
全に遮断されている。そして基板Ｗは石英ピン７によっ
て保持されている。また基板Ｗを炉内に搬送するための
搬送口には蓋９が設けられており、チャンバ８内の雰囲
気を保つように構成されている。

【００３６】ここで実際に基板に熱処理を施す過程を説
明する。図１０は基板に熱処理を施す過程を示す図であ
る。図１０（ａ）は、基板の熱処理を行う際の時間と目
標温度との関係を表す。熱処理過程は昇温過程，保持
（定温）過程，降温過程および冷却過程の４つの過程に
分割できる。図１０（ｂ）は、各処理過程における基板
中央部加熱源１４（図１参照）と基板周辺部加熱源１３
を総合した出力の関係である。基板の面内温度を図１０
（ａ）の目標温度にするために、温度センサにより計測
したデータに基づいて制御された出力が行われる。な
お、温度センサによる温度計測の方法や制御方法につい
ては、本発明の要旨とは関係しないため説明は省略す
る。

【００３７】従来の技術でも述べたように一般に基板面
内の温度分布は構造的事由から昇温過程では基板周辺部
の温度が高く、保持および降温過程では基板周辺部の温
度が低くなる特性を有する。したがって一例として、昇
温，保持，降温のそれぞれの過程において図１０（ｃ）
のように基板周辺部加熱源と基板中央部加熱源の出力比
を制御すれば良い。同図（ｃ）では保持，降温過程では
基板の中央部より周辺部のほうが出力比を上げて基板周
辺部の温度が中央部よりも温度が低くなることを防止す
ることが可能である。面内温度分布を均一にすることを
目的にその他の出力比を採用しても良い。

【００３８】つぎに空冷用カバーについて説明する。図
１１はこの発明の空冷用カバーを示す図である。基板中
央部加熱装置および基板周辺部加熱装置を単一のカバー
４１で覆われている。そしてカバーの上面中央部には排
気口が設けられており、排気口には排気管４４が取り付
けられている。さらにカバーの下面周辺部の複数箇所
（炉に干渉しない位置）には給気口が設けられており、
給気口には給気管４５が取り付けられている。

【００３９】熱処理過程が冷却過程に入ると、給気管４
５より冷却用エアーが供給される。そして図に示す矢印
の方向にエアーが流れる。そしてエアーは炉内に流れ、
まず基板周辺部加熱装置および石英窓などを冷却し、そ
の後、放射熱拡散板の周辺部に形成された穴を介して基
板中央部加熱装置を冷却する。そして基板中央部加熱装
置を冷却したエアーは排気口から排気管に排出される。
しかし図１１のようなカバー４１であると矢印Ｐ１を流
れるエアーは高温部分を通過しないため、冷却効果を生
じない。このような場合は図１２のカバーを用いると効
果的である。

【００４０】図１２は、図１１とは別の本発明の空冷用
カバーを示す図である。図１２は基板中央部加熱装置用
カバー４２と基板周辺部加熱装置用カバー４３とを備
え、基板中央部加熱装置用カバー４２と基板周辺部加熱
装置用カバー４３との間には間仕切部４６が存在するた
め、給気口より流入する冷却用エアーはすべて炉内に流
れ、冷却効率を向上することができる。

【００４１】なお、図１１および図１２に示すカバーは
冷却用エアーの流路を確保し冷却効率を上げることが目
的であったが、得られる効果としては、前記目的以外に
石英窓が破損した際、チャンバ内のプロセスガスなどが
枚葉式熱処理装置の外部に漏れることを防ぐ効果があ
る。

【００４２】図１２に示す空冷用カバーを使用したとき
のこの発明の基板の枚葉式熱処理装置の外観を図１３に
示す。基板中央部加熱装置用カバー４２には、支持ダン
パー５１とアーム５２が取り付けられており、アーム５
２は支点５４を中心に回動することが可能である。支持
ダンパー５１はアーム５２の回転運動によって伸縮す
る。また、アーム５２の回動軌道上にストッパー５３が
設置されている。これらによって基板中央部加熱装置用
カバー４２を図１４のように開けることが可能となる。
これによってチャンバ，ランプなどのメンテナンスを効
率的に行うことが可能となる。

【００４３】つぎに、この発明の変形例について説明す
る。この発明の実施においてチャンバが図１５のような
形状をしている場合を考える。図のＸ方向については、
チャンバ８の内部構造は中心において線対称の関係にな
る。したがって、構造上不均一な要因が存在しないため
基板Ｗに照射する光エネルギーはＸ方向に等しくて良
い。そして図のＹ方向については、チャンバ８の内部構
造は基板Ｗの搬出入口１０が設けられているため、中心
においても対称にならない。すなわち搬出入口１０が構
造上の不均一要因となっているため、光エネルギーはＹ
方向に調整する必要がある。したがって棒状両極ランプ
１より構成される基板中央部加熱源１４は、図１５に示
すように配置すれば良い。すなわち不均一要因が存在す
る方向（基板の搬出入方向ないしは搬出入口１０に向か
う方向）に複数のランプを略等間隔に配置すれば良い。
そして個々の棒状両極ランプ１の出力を調整すれば不均
一要因は解消する。

【００４４】これまで説明したように、基板中央部の加
熱を棒状両極ランプで行い、基板の周辺部の加熱を単極
ランプで行うように構成しておけば、基板のサイズが大
きくなっても柔軟に対応可能である。図１６はこの発明
を大口径基板ＷＷに適用した例を示す図である。ここで
大口径基板ＷＷとは、直径３００ｍｍ程度の基板を指
す。図は、棒状両極ランプ１の長さを従来よりも長くす
ることが必要なく、単極ランプ２の位置を外側に配置す
るように設計すれば良いことを示している。したがっ
て、応答時間を犠牲にする必要がなく、基板が大口径化
しても処理時間は変わらない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、熱処理過程における基板面内温度の不均
一性を調整することができる。すなわち、保持過程およ
び降温過程において一般に基板中央部よりも周辺部の方
が温度が低くなるため、このような際に、基板周辺部加
熱源の出力を上げることによってまたは基板中央部加熱
源の出力を下げることによって基板の面内温度分布を均
一に維持することが可能となる。

【００４６】請求項２に記載の発明によれば、基板の周
辺部の熱源として単極ランプを使用しているため、枚葉
式熱処理装置の大型化を避けることができる。

【００４７】請求項３に記載の発明によれば、基板が大
口径化しても簡単な設計変更で対応することが可能であ
り、棒状両極ランプの長さを長くすることなく実現でき
る。したがって基板の大口径化しても処理時間が長くな
ることはない。

【００４８】請求項４に記載の発明によれば、棒状両極
ランプを平行に基板の搬出入方向に配置することによっ
て基板中央部加熱源を実現している。基板の搬出入方向
には基板の搬出入口が存在するため構造上の不均一要因
がある。したがってこの不均一要因を打ち消すように棒
状両極ランプを配置しているため、棒状両極ランプを格
子状に配置する必要がなく、コストを削減することがで
きるとともに、装置を小型化できるという効果がある。

【００４９】請求項５に記載の発明によれば、基板の周
辺部に照射ムラが生じた場合もしくは基板のサイズが変
更になった場合は、単極ランプの位置を変更することに
よって調整もしくは対応が可能となる。

【００５０】請求項６に記載の発明によれば、冷却過程
において冷却効率を上げ、冷却に要する時間を短縮する
効果およびランプの過熱による劣化を防ぐ効果がある。

【００５１】請求項７に記載の発明によれば、請求項６
の発明の効果と同様に、冷却効率を上げ、冷却に要する
時間を短縮するとともに、さらに、石英窓などが破損し
た場合にもチャンバ内のプロセスガスなどが装置外に漏
れ出すことを防ぐことができ、装置の安全面での効果も
大きい。

【００５２】請求項８に記載の発明によれば、基板の中
央部に照射ムラが発生することを防止し、基板の面内温
度を均一にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の概念を示す基板の枚葉式熱処理装置
の斜視図である。

【図２】この発明の基板周辺部加熱源の構成を示す平面
図である。

【図３】この発明の第１棒状ランプ加熱源と第２棒状ラ
ンプ加熱源とで構成される基板中央部加熱源の平面図で
ある。

【図４】この発明の概念を示す基板の枚葉式熱処理装置
の側面図である。

【図５】この発明の実施の形態を示す図である。

【図６】この発明の単極ランプの取り付けの一例を示す
図である。

【図７】この発明の単極ランプの位置による温度調整を
示す図である。

【図８】この発明の放射熱拡散板を示す図である。

【図９】この発明の放射熱拡散板を用いた場合の効果を
示す図である。

【図１０】この発明の基板に熱処理を施す過程を示す図
である。

【図１１】この発明の空冷用カバーを示す図である。

【図１２】この発明の空冷用カバーを示す図である。

【図１３】この発明の基板の枚葉式熱処理装置の外観を
示す図である。

【図１４】基板中央部加熱装置用カバーの開状態を示す
図である。

【図１５】基板中央部加熱源の変形例を示す図である。

【図１６】この発明を大口径基板に適用した例を示す図
である。

【図１７】第１の従来の基板の枚葉式熱処理装置の斜視
図である。

【図１８】第２の従来の基板の枚葉式熱処理装置の概略
図である。

【図１９】第３の従来の基板の枚葉式熱処理装置の概略
図である。

【図２０】第３の従来の基板の枚葉式熱処理装置の概略
図である。

【図２１】第１の従来の技術における基板周辺部の加熱
を示す図である。

【符号の説明】

１棒状両極ランプ２単極ランプ３放射熱拡散板４水路１１第１棒状ランプ加熱源１２第２棒状ランプ加熱源１３基板周辺部加熱源１４基板中央部加熱源２０基板中央部加熱装置３０基板周辺部加熱装置Ｗ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板をランプ熱源によって加熱する基板
の枚葉式熱処理装置であって、 (a) 前記基板の周辺部に対応する位置に設けられ、前記
基板の前記周辺部の加熱を行う基板周辺部加熱手段と、 (b) 前記基板に関して前記基板周辺部加熱手段と同じ側
において前記基板に対向する位置に設けられ、前記基板
の中央部の加熱を行う基板中央部加熱手段と、を備え、前記基板周辺部加熱手段は、前記基板中央部加熱手段よ
りも前記基板に近い位置に配置されていることを特徴と
する基板の枚葉式熱処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の基板の枚葉式熱処理装
置において、前記基板周辺部加熱手段は、 (a-1) 前記基板と略平行な面内において、前記基板の外
形に沿う位置に配列された複数の単極ランプを備えるこ
とを特徴とする基板の枚葉式熱処理装置。
【請求項３】請求項２に記載の基板の枚葉式熱処理装
置において、前記基板中央部加熱手段は、 (b-1) 前記基板と略平行な面内において複数の第１の棒
状両極ランプを略等間隔で配置した第１棒状ランプ加熱
手段と、 (b-2) 前記基板と略平行な面内で、且つ前記第１棒状ラ
ンプ加熱手段から前記基板に向かう方向に僅かに離れた
位置に複数の第２の棒状両極ランプを略等間隔で配置し
た第２棒状ランプ加熱手段と、を備え、前記第１の棒状両極ランプと、前記第２の棒状両極ラン
プとが略直交するように配置されていることを特徴とす
る基板の枚葉式熱処理装置。
【請求項４】請求項２に記載の基板の枚葉式熱処理装
置において、 (c) 前記基板周辺部加熱手段と前記基板中央部加熱手段
とに対向する側が透明体とされるとともに、内部に前記
基板を収容するチャンバをさらに備え、前記チャンバの側部に前記基板の搬出入口が形成されて
おり、前記基板中央部加熱手段は、 (b-1) 前記基板と略平行な面内において、前記搬出入口
に向かう方向に略等間隔で配列した複数の棒状両極ラン
プを備えることを特徴とする基板の枚葉式熱処理装置。
【請求項５】請求項２に記載の基板の枚葉式熱処理装
置において、前記複数の単極ランプが進退可能とされていることを特
徴とする基板の枚葉式熱処理装置。
【請求項６】請求項１に記載の基板の枚葉式熱処理装
置において、 (c) 前記基板周辺部加熱手段と前記基板中央部加熱手段
とを水冷する水冷手段をさらに備えることを特徴とする
基板の枚葉式熱処理装置。
【請求項７】請求項１に記載の基板の枚葉式熱処理装
置において、 (c) 前記基板周辺部加熱手段と前記基板中央部加熱手段
とを空冷する空冷手段をさらに備えることを特徴とする
基板の枚葉式熱処理装置。
【請求項８】請求項１に記載の基板の枚葉式熱処理装
置において、 (c) 前記基板周辺部加熱手段と前記基板中央部加熱手段
との間に配置された放射熱拡散板をさらに備えることを
特徴とする基板の枚葉式熱処理装置。