JPH1197370A - Heat treating device - Google Patents

Heat treating device

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Publication number
JPH1197370A
JPH1197370A JP27207497A JP27207497A JPH1197370A JP H1197370 A JPH1197370 A JP H1197370A JP 27207497 A JP27207497 A JP 27207497A JP 27207497 A JP27207497 A JP 27207497A JP H1197370 A JPH1197370 A JP H1197370A
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JP
Japan
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light
heat treatment
parabolic
reflecting mirror
treatment apparatus
Prior art date
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Application number
JP27207497A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Osawa
哲 大沢
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1197370A publication Critical patent/JPH1197370A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treating device by which the surface of an object to be treated can be irradiated with light of a high energy density. SOLUTION: A heat treating device performs a specified heat treatment by heating an object W to be treated placed on a table 8 in a treating receptacle 4. The heat treating device is provided with a light emitting source 38 reflecting light, a reflecting mirror means 46 for gathering light from the light emitting source onto the surface of the object to be treated and a scanning means for relatively scanning the gathered light on the surface of the object W to be treated. In this way, the surface of the object to be treated is irradiated with light of high energy density and only the surface of the object to be treated is subjected to a speedy heat treatment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被処理体を加熱して所定の熱処理を行なう熱処理装置に
関し、特に処理にあたり被処理体を1枚ずつ処理する形
式いわゆる枚葉熱処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus for performing a predetermined heat treatment by heating an object to be processed, such as a semiconductor wafer, and more particularly to a so-called single-wafer heat treatment apparatus for processing an object to be processed one by one. .

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体ウエハ等の被処理体を一
枚ずつ加熱して、これに所定の熱処理を施す装置として
枚葉式の熱処理装置が知られている。これは、処理容器
内のウエハを加熱するために、強力な抵抗ヒータ、或い
は複数の強力な加熱ランプを被処理体である半導体ウエ
ハの上方或いは下方に配置している。枚葉熱処理装置に
は温度の均一性、高いスループットが求められる。半導
体ウエハの熱処理として、一定温度に規定時間保持する
いわゆるアニール、所定の反応ガス雰囲気におき所定の
温度に保って被処理体の面上に所定の生成物を形成する
成膜等が行われる。どちらの熱処理も、ウエハの面内で
の温度が均一でないと、例えば、アニールによって得ら
れる結晶の電気伝導度にバラツキを生じるとか、成膜さ
れた膜の厚さにバラツキを生じる等の問題を引き起こ
す。このため半導体ウエハの熱処理に関しては、ウエハ
温度の面内均一性を高く維持することが非常に重要であ
る。
2. Description of the Related Art In general, a single-wafer heat treatment apparatus is known as an apparatus for heating an object to be processed such as a semiconductor wafer one by one and subjecting the object to a predetermined heat treatment. In this method, a powerful resistance heater or a plurality of powerful heating lamps are arranged above or below a semiconductor wafer to be processed in order to heat a wafer in a processing container. Single wafer heat treatment equipment is required to have uniform temperature and high throughput. As the heat treatment of the semiconductor wafer, so-called annealing for maintaining the semiconductor wafer at a predetermined temperature for a predetermined time, film formation for forming a predetermined product on the surface of the object to be processed while maintaining a predetermined temperature in a predetermined reaction gas atmosphere, and the like are performed. Both heat treatments have the problem that, if the temperature in the plane of the wafer is not uniform, for example, the electrical conductivity of the crystal obtained by annealing varies, or the thickness of the formed film varies. cause. Therefore, regarding heat treatment of a semiconductor wafer, it is very important to maintain high in-plane uniformity of the wafer temperature.

【0003】枚葉熱処理装置と同じく半導体ウエハに対
して熱処理を行う装置としてバッチ式熱処理装置があ
る。バッチ式熱処理装置は100枚程度の半導体ウエハ
を一括して熱処理を行う。装置形態が違いそれぞれに特
徴があるが、基本的には、生産性つまりスループットが
ほぼ同等でなければ装置としての存在意義がなくなる。
簡単に考えた場合、ウエハを1枚1枚処理する枚葉熱処
理装置はバッチ式熱処理装置の100倍の速度で昇温し
て、100倍の速度で降温しなければならない。
[0003] As with the single-wafer heat treatment apparatus, there is a batch-type heat treatment apparatus for performing heat treatment on a semiconductor wafer. The batch-type heat treatment apparatus heat-treats about 100 semiconductor wafers at once. Although the apparatus forms are different from each other, each apparatus has its own characteristic. However, basically, unless the productivity, that is, the throughput is almost equal, the existence of the apparatus is lost.
To put it simply, a single-wafer heat treatment apparatus that processes wafers one by one must raise the temperature at a rate 100 times higher than that of a batch-type heat treatment apparatus and decrease the temperature at a rate 100 times higher.

【0004】枚葉装置としての技術的困難さは、スルー
プットが確保できる高い昇温性能と高い降温性能を持っ
た上で、高いウエハ温度の面内均一性を実現しなければ
ならない所にある。例えば、断熱材で装置を覆えばウエ
ハ温度の均一性は向上するが降温性能が悪くなり、装置
として存立し得なくなる。この為、枚葉装置は高い加熱
能力を持つ熱源と十分な冷却能力を持つチャンバーとの
間に大きくかつ均一な熱の流れを作り、その流れの中に
ウエハを置いているものと言える。
[0004] The technical difficulty of a single-wafer apparatus is that it must have high in-plane uniformity of wafer temperature while having high temperature rising performance and high temperature lowering performance that can secure throughput. For example, when the apparatus is covered with a heat insulating material, the uniformity of the wafer temperature is improved, but the temperature lowering performance is deteriorated, and the apparatus cannot be used. For this reason, it can be said that the single-wafer apparatus generates a large and uniform heat flow between a heat source having a high heating capacity and a chamber having a sufficient cooling capacity, and places a wafer in the flow.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この為、従来の枚葉熱
処理装置にあっては、ウエハのみならず、ウエハを載置
する載置台等も所定のプロセス温度までウエハと同じよ
うに昇温し、且つプロセス終了後は急速に降温する必要
がある。従って、消費される電力の大部分が無駄になる
という問題があった。例えば、従来の通常の枚葉熱処理
装置にあっては、40〜50KWもの電力を投入する必
要があった。更には、大きな電力を投入したとしても上
述のようにウエハのみならず、ウエハに対して熱容量が
大きな載置台も昇温し、プロセス終了後にはこの載置台
も降温させなければならないことから、昇降温に時間が
かかり、その分、スループットを低下させるという問題
があった。また、枚葉熱処理装置の高い加熱能力を持つ
熱源と十分な冷却能力を持つチャンバーとの間の大きく
かつ均一な熱の流れの中において、ウエハとウエハの載
置台との熱的な抵抗は、局部的な接触状態の差により大
きなばらつきを持っておりウエハ面内の温度均一性を大
きく阻害していた。
Therefore, in the conventional single-wafer heat treatment apparatus, not only the wafer but also the mounting table for mounting the wafer is heated to a predetermined process temperature in the same manner as the wafer. In addition, it is necessary to rapidly lower the temperature after the end of the process. Therefore, there is a problem that most of the consumed power is wasted. For example, in a conventional ordinary single-wafer heat treatment apparatus, it is necessary to input power of 40 to 50 KW. Furthermore, even if a large amount of power is applied, not only the wafer but also the mounting table having a large heat capacity with respect to the wafer rises as described above, and the temperature of the mounting table must be lowered after the process. There is a problem that it takes time to heat and the throughput is reduced accordingly. Further, in a large and uniform heat flow between a heat source having a high heating capacity of the single wafer heat treatment apparatus and a chamber having a sufficient cooling capacity, the thermal resistance between the wafer and the wafer mounting table is There is a large variation due to a local difference in the contact state, which greatly impairs the temperature uniformity in the wafer surface.

【0006】また、プロセス時には、ウエハ以外の内部
構造物、例えば載置台や処理容器内壁、ガスを供給する
シャワーヘッド等の温度が上昇し、特に成膜プロセス時
にはこのような意図しない内部構造物にも生成物が付着
してしまい、クリーニング等のメンテナンスの頻度が多
くなってしまうという問題もあった。本発明は、以上の
ような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案さ
れたものである。本発明の目的は、被処理体の表面に高
いエネルギー密度の光を照射することができ、照射した
高いエネルギー密度の光によって被処理体の表面の温度
だけを上げて熱処理ができる熱処理装置を提供すること
にある。
In the process, the temperature of the internal structure other than the wafer, for example, the mounting table, the inner wall of the processing container, and the shower head for supplying gas rises. However, there is also a problem that the product adheres to the filter and the frequency of maintenance such as cleaning increases. The present invention has been devised in view of the above problems and effectively solving them. An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of irradiating a surface of an object with high energy density light, and performing heat treatment only by raising the temperature of the surface of the object by the irradiated high energy density light. Is to do.

【0007】なお、エネルギー密度が高くなればウエハ
の表面のみを加熱する効果が顕著になり、所定の温度ま
で昇温する為に必要な時間は相乗的に短くなる。最低限
必要とされるエネルギー密度は500W/cm2 であ
り、4000W/cm2 以上が望ましく、30000W
/cm2 以上であることが最も望ましい。例えば、40
00W/cm2 のエネルギー密度であれば、ウエハを2
1msの短時間でシリコンの溶融温度にまで到達させら
れる。現行の枚葉熱処理装置では、例えば30W/cm
2 程度のエネルギー密度でウエハ全面を加熱しており、
前述のエネルギー密度は非常に高い値である。
When the energy density increases, the effect of heating only the surface of the wafer becomes remarkable, and the time required to raise the temperature to a predetermined temperature is synergistically shortened. The minimum required energy density is 500 W / cm 2 , preferably 4000 W / cm 2 or more, and 30,000 W / cm 2
/ Cm 2 or more. For example, 40
If the energy density is 00 W / cm 2 , the wafer is 2
It can reach the melting temperature of silicon in a short time of 1 ms. In the current single-wafer heat treatment apparatus, for example, 30 W / cm
The entire surface of the wafer is heated with an energy density of about 2 ,
The aforementioned energy density is a very high value.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、非常に高いエ
ネルギー密度を持つ光を、適当な速度で被処理体表面を
走査・照射する事により、被処理体の全体を加熱昇温す
ることなく被処理体の表面のみを急速に加熱し、此の表
面に所定の熱処理を施そうとするものである。先に、枚
葉熱処理装置にとって温度の均一性が非常に重要である
と述べた。これは、熱処理によって得られる被処理体の
物性あるいは付着・生成される膜の厚さ等は、従来の処
理温度においては他の要因より温度の影響を強く受ける
ためであり、従来の装置においては、被処理体の周辺の
材料が耐える温度、例えば、1000度以上の高温に保
つ事は困難であるためであった。
The object of the present invention is to heat and heat the entire object by scanning and irradiating the surface of the object with light having an extremely high energy density at an appropriate speed. Instead, only the surface of the object to be processed is rapidly heated, and this surface is subjected to a predetermined heat treatment. Earlier, it was stated that temperature uniformity is very important for single wafer heat treatment equipment. This is because the physical properties of the object to be processed obtained by the heat treatment or the thickness of the film deposited or generated are strongly affected by the temperature at the conventional processing temperature due to other factors. This is because it is difficult to maintain the temperature around the material to be processed at a temperature that the material can withstand, for example, 1000 ° C. or higher.

【0009】一方、高い処理温度においては、熱処理に
よって得られる、被処理体の物性あるいは付着・生成さ
れる膜の厚さ等は、その温度に保たれている時間あるい
は被処理体の表面に吸着している材料ガスの量によって
きまり、到達する温度の影響はなくなる。非常に高いエ
ネルギー密度の光を、適当な速度で走査すれば、被処理
体の表面のみを1000度を越える高い温度に、走査速
度によってきまる一定の時間保つことができ、被処理体
の物性あるいは付着・生成される膜の厚さ等を一定つま
り均一に保つ事ができる。請求項1に規定する発明は、
処理容器内の載置台上に載置台された被処理体を加熱し
て所定の熱処理を施す熱処理装置において、光を放射す
る発光源と、この発光源からの光を前記被処理体の表面
に集光させる反射ミラー手段と、前記集光された光を前
記被処理体の表面上に相対的に走査させる走査手段とを
備えるように構成したものである。
On the other hand, at a high processing temperature, the physical properties of the object to be processed or the thickness of the film deposited or formed, which are obtained by the heat treatment, are not maintained for the time maintained at that temperature or adsorbed on the surface of the object to be processed. It depends on the amount of material gas used, and the effect of the reached temperature is eliminated. By scanning light with an extremely high energy density at an appropriate speed, only the surface of the object to be processed can be kept at a high temperature exceeding 1000 ° C. for a certain period of time depending on the scanning speed. The thickness and the like of the film deposited and generated can be kept constant, that is, uniform. The invention defined in claim 1 is:
In a heat treatment apparatus that heats an object to be processed placed on a mounting table in a processing container and performs a predetermined heat treatment, a light emitting source that emits light, and light from the light emitting source is applied to the surface of the object to be processed. It is configured to include a reflecting mirror means for condensing light and a scanning means for relatively scanning the condensed light on the surface of the object to be processed.

【0010】これにより、処理容器内の載置台上に載置
された被処理体の表面に発光源より放射された光が反射
ミラー手段により集光された状態で照射される。この照
射光は、非常に高いエネルギー密度を有しており、走査
手段により適当な速度で走査されるので、被処理体の全
体を加熱昇温することなく、被処理体の表面のみを急速
に加熱し、この表面に所定の熱処理を施すことができ
る。また、被処理体全体としての温度は、高くなってい
ないので、降温に時間がかかる事もない。
Thus, the light emitted from the light emitting source is irradiated on the surface of the object placed on the mounting table in the processing vessel in a state where the light is focused by the reflection mirror means. This irradiation light has a very high energy density and is scanned at an appropriate speed by the scanning means, so that only the surface of the object to be processed is rapidly heated without heating the entire object to be heated. By heating, this surface can be subjected to a predetermined heat treatment. Further, since the temperature of the entire object to be processed is not high, it does not take time to lower the temperature.

【0011】この場合、発光源としては、光を発する点
状の輝点を形成するランプを用いて点状の光スポットを
被処理体の表面に形成するようにしてもよいし、或いは
光を発する線状の輝線を形成するランプを用いて線状の
光スポットを被処理体の表面に形成するようにしてもよ
い。上記反射ミラー手段は、断面が半楕円形状となって
いる半楕円反射ミラーを用いてもよく、また、断面が放
物線形状になされて放射光を平行光に変換する第1の放
物線反射ミラーと、この平行光を集光させる第2の放物
線反射ミラーとを組み合わせるようにしてもよい。
In this case, as a light emitting source, a point-like light spot may be formed on the surface of the object by using a lamp that forms a point-like luminescent spot that emits light. A linear light spot may be formed on the surface of the object using a lamp that forms a linear bright line to be emitted. The reflection mirror means may use a semi-elliptical reflection mirror having a semi-elliptical cross section, and a first parabolic reflection mirror which has a parabolic cross section and converts emitted light into parallel light. You may make it combine with the 2nd parabolic reflection mirror which condenses this parallel light.

【0012】この場合、第2の放物線反射ミラーを走査
手段により走査移動させるようにすれば、発光源や被処
理体は移動させる必要はなくなる。また、上記反射ミラ
ー手段は、放射口を有して第1焦点と第2焦点を覆うよ
うにして形成された断面が楕円形状の楕円反射ミラー
と、此の反射ミラーからの光を集光するために断面が楕
円形状になされた一対の双楕円反射ミラーとにより形成
してもよい。この場合には、上記第1焦点と第2焦点の
内、少なくともいずれか一方に発光源を設けるようにす
る。
In this case, if the second parabolic reflecting mirror is moved by scanning by the scanning means, it is not necessary to move the light source and the object to be processed. The reflection mirror means has an emission port and is formed to cover the first focal point and the second focal point, and has an elliptical cross section, and condenses light from the reflection mirror. For this purpose, it may be formed by a pair of bi-elliptical reflecting mirrors having an elliptical cross section. In this case, at least one of the first focus and the second focus is provided with a light emitting source.

【0013】更に、上記反射ミラー手段は、光照射方向
に沿った断面が楕円形状の部分よりなる部分楕円反射ミ
ラーと、この反射ミラーからの光を集光させるために断
面が直線状の直線状反射ミラーとにより形成してもよ
い。また、上記反射ミラー手段は、断面が放物線状の複
数の放物線反射ミラーを互いに反転させて直列に接続し
てなる多段放物線反射ミラーと、この反射ミラーからの
光を集光するために断面が放物線形状になされた第2の
放物線反射ミラーとにより形成してもよい。また、載置
台自体を回転可能として、被処理体に対する走査方向を
相対的に変えるようにしてもよい。以上のような発光源
としては、フィラメントを内蔵する例えばハロゲンラン
プの他に、キセノン放電ランプ、メタルハライド放電ラ
ンプ等を用いることができる。
Further, the reflecting mirror means includes a partially elliptical reflecting mirror having a section having an elliptical cross section along a light irradiation direction, and a linear section having a straight section for condensing light from the reflecting mirror. It may be formed by a reflection mirror. Further, the reflecting mirror means includes a multi-stage parabolic reflecting mirror in which a plurality of parabolic reflecting mirrors having a parabolic cross section are connected in series by inverting each other, and a parabolic cross section for condensing light from the reflecting mirror. It may be formed by a second parabolic reflection mirror having a shape. Further, the mounting table itself may be rotatable, and the scanning direction with respect to the processing target may be relatively changed. As the light emitting source as described above, a xenon discharge lamp, a metal halide discharge lamp, or the like can be used in addition to a halogen lamp having a built-in filament, for example.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る熱処理装置
の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発
明装置の第1実施例を示す構成図、図2は載置台の構造
を示す図、図3は図1に示す装置の発光源を示す斜視
図、図4は図3に示す発光源からの放射光の軌跡を示す
図、図5は発光源の拡大図、図6は集光部を示す拡大図
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a heat treatment apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the structure of a mounting table, FIG. 3 is a perspective view showing a light emitting source of the device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a view showing a locus of light emitted from the light emitting source, FIG. 5 is an enlarged view of the light emitting source, and FIG.

【0015】図示するように、この熱処理装置2は、例
えばアルミニウム等により円筒体状に成形された処理容
器4を有しており、この処理容器4の底部には、Oリン
グ等のシール部材6を介して底板9が気密に設けられ、
天井部には同じくOリング等のシール部材10を介して
天井板12が気密に設けられている。この処理容器4内
に被処理体としての例えば半導体ウエハWを載置するた
めの載置台8が設けられる。この載置台8は、下部の基
台8Aとこの上に設置される載置台本体8Bとよりな
り、この基台8Aは底板9上に敷設した2本の案内レー
ル14(図示例では1本のみ記す)上にスライドブロッ
ク16を介して摺動移動可能に設けられている。尚、こ
の摺動機構は、この種の構造に限定されない。そして、
この基台8Aと処理容器4の側壁との間には、走査手段
を構成するために屈伸可能になされた駆動用の走査アー
ム18が連結されており、この走査アーム18を屈伸さ
せることにより、載置台8の全体を移動させ、光の焦点
をウエハ面上で走査させられるようになっている。
As shown in the figure, the heat treatment apparatus 2 has a processing container 4 formed into a cylindrical shape by, for example, aluminum or the like, and a sealing member 6 such as an O-ring is provided at the bottom of the processing container 4. The bottom plate 9 is provided airtight through
A ceiling plate 12 is hermetically provided on the ceiling via a sealing member 10 such as an O-ring. A mounting table 8 for mounting, for example, a semiconductor wafer W as an object to be processed is provided in the processing container 4. The mounting table 8 comprises a lower base 8A and a mounting table main body 8B installed on the lower base 8A. The base 8A is provided with two guide rails 14 laid on the bottom plate 9 (only one guide rail 14 in the illustrated example). It is slidably provided via a slide block 16 above. This sliding mechanism is not limited to this type of structure. And
A scanning arm 18 for driving, which can be bent and stretched to constitute a scanning means, is connected between the base 8A and the side wall of the processing container 4. By bending the scanning arm 18, the scanning arm 18 is bent. The entire mounting table 8 is moved so that the focal point of light can be scanned on the wafer surface.

【0016】また、上記載置台本体8Bは、基台8A上
に例えば円形のベアリング20を介して設けられてお
り、載置台本体8Bをその周方向へ旋回可能としてい
る。この載置台本体8Bの少なくとも上面は、光透過性
の石英ガラスよりなり、この内部には、図2にも示すよ
うに例えばハロゲンランプ等よりなる予熱用の補助加熱
ランプ22が複数個設けられており、ウエハWをその裏
面側より補助的に加熱し得るようになっている。各補助
加熱ランプ22は、個々に投入電力量が制御可能になさ
れている。各補助加熱ランプ22の下方には、断面が略
楕円形状或いは放物線形状に類似した曲面形状になされ
た反射ミラー24が設けられており、ランプ22からの
放射光を効率的にウエハ裏面に投入できるようになって
いる。
The mounting table main body 8B is provided on the base 8A via, for example, a circular bearing 20, so that the mounting table main body 8B can be pivoted in the circumferential direction. At least the upper surface of the mounting table main body 8B is made of a light-transmitting quartz glass. Inside the mounting table main body 8B, a plurality of auxiliary heating lamps 22 for preheating made of, for example, a halogen lamp are provided as shown in FIG. As a result, the wafer W can be supplementarily heated from its back side. Each of the auxiliary heating lamps 22 is capable of individually controlling the input electric energy. Below each auxiliary heating lamp 22, there is provided a reflection mirror 24 having a cross section having a substantially elliptical shape or a curved surface shape similar to a parabolic shape, so that the radiated light from the lamp 22 can be efficiently applied to the back surface of the wafer. It has become.

【0017】この場合、上記反射ミラー24の反斜面
は、通常使われる楕円反射ミラーや放物線反射ミラーと
は異なり、ウエハ裏面に到達する光線が略均一に分散す
るような曲面形状になされている。尚、この補助加熱ラ
ンプ22に替えて、抵抗発熱ヒータを設けるようにして
もよいし、或いはこの補助加熱ランプ22と反射ミラー
24を設けないで、後述する発光源のみでウエハを加熱
するようにしてもよい。この処理容器4の底板9には、
図示しない真空排気系に接続された排気口26が設けら
れて処理容器4内を真空引き可能としており、また、側
壁にはウエハWを搬出入する時に開閉されるゲートバル
ブ28及び処理容器4内へ所定の処理ガスを導入するガ
ス導入ノズル30が設けられている。尚、図示されない
が、ウエハの搬送のためにウエハWを上下動するリフタ
ピンも必要であれば、設けられる。また、上記ガス導入
ノズル30に替えて、例えば光を透過する石英製のシャ
ワーヘッドを設けるようにしてもよい。
In this case, the anti-slope surface of the reflection mirror 24 has a curved shape such that light rays reaching the back surface of the wafer are almost uniformly dispersed, unlike an elliptical reflection mirror or a parabolic reflection mirror which are usually used. Incidentally, a resistance heating heater may be provided instead of the auxiliary heating lamp 22, or the wafer may be heated only by a light emitting source described later without providing the auxiliary heating lamp 22 and the reflection mirror 24. You may. The bottom plate 9 of the processing container 4 includes
An exhaust port 26 connected to a vacuum exhaust system (not shown) is provided so that the inside of the processing container 4 can be evacuated. Further, a gate valve 28 which is opened and closed when a wafer W is loaded and unloaded, and the inside of the processing container 4 A gas introducing nozzle 30 for introducing a predetermined processing gas into the gas supply nozzle 30 is provided. Although not shown, lifter pins for moving the wafer W up and down for carrying the wafer are provided if necessary. Further, instead of the gas introduction nozzle 30, for example, a shower head made of quartz that transmits light may be provided.

【0018】また、処理容器4の天井板12には、所定
の大きさの開口32が形成されており、この開口32に
Oリング等のシール部材34を介して例えば石英製の光
透過窓36が気密に設けられている。そして、この光透
過窓36の上方に、ウエハWの表面のみを加熱するため
に、本発明の特徴とする発光源38と反射ミラー手段4
0が設けられる。具体的には、この発光源38及び反射
ミラー手段40は、図3にも示すようにウエハ直径と略
同じか、或いはこれよりも少し長く成形されており、ウ
エハWの直径をカバーするようになっている。この発光
源38は、例えば所定の直径の直線状のガラス管42内
に直線状に巻回したフィラメントを設けてなるハロゲン
ランプや、或いはガラス管42内の両端に電極を設けて
アーク放電により光を発する放電ランプ、例えばキセノ
ンランプやメタルハライドランプ等を用いることができ
る。
An opening 32 having a predetermined size is formed in the ceiling plate 12 of the processing container 4. A light transmitting window 36 made of, for example, quartz is formed in the opening 32 through a sealing member 34 such as an O-ring. Are provided in an airtight manner. In order to heat only the surface of the wafer W above the light transmitting window 36, the light emitting source 38 and the reflecting mirror means 4 which are characteristic of the present invention are provided.
0 is provided. Specifically, the light emitting source 38 and the reflecting mirror means 40 are formed to have a diameter substantially equal to or slightly longer than the diameter of the wafer W as shown in FIG. Has become. The light emitting source 38 is, for example, a halogen lamp in which a linearly wound filament is provided in a linear glass tube 42 having a predetermined diameter, or a light source which is provided with electrodes at both ends in the glass tube 42 and emits light by arc discharge. , For example, a xenon lamp or a metal halide lamp.

【0019】このハロゲンランプや放電ランプは、共に
光を発する輝線44を形成するが、フィラメントを用い
た場合の輝線44の断面直径は、例えば3mmと大きい
が、アーク放電によって発生する輝線44の断面直径
は、0.1〜0.3mmになって非常に小さく、後述す
るように集光した時の角度誤差或いは拡がり角が小さく
なり、高いエネルギー密度を実現する上では放電ランプ
の方が望ましい。また、反射ミラー手段40は、図示す
るように断面が略半楕円形状になされた半楕円反射ミラ
ー46を有しており、この第1焦点F1上に上記発光源
38の輝線44が位置するように設定され、且つ、集光
部である第2焦点F2がウエハ表面に位置するように設
定されている。
Both the halogen lamp and the discharge lamp form a bright line 44 that emits light. The cross-sectional diameter of the bright line 44 using a filament is as large as 3 mm, for example. The diameter is as small as 0.1 to 0.3 mm, and as described later, the angle error or divergence angle at the time of condensing is reduced, and a discharge lamp is more desirable for realizing a high energy density. The reflecting mirror means 40 has a semi-elliptical reflecting mirror 46 having a substantially semi-elliptical cross section as shown in the figure, and the emission line 44 of the light emitting source 38 is located on the first focal point F1. And the second focal point F2, which is a light condensing part, is set on the wafer surface.

【0020】次に、以上のように構成された装置の動作
について説明する。まず、ゲートバルブ28を開いて図
示しない搬送アームにより未処理の半導体ウエハWを処
理容器4内へ導入し、これを載置台8上に載置する。処
理容器4内を密閉した後、処理容器4内を真空引きして
所定のプロセス圧力に維持すると共に、ガス導入ノズル
30より所定の処理ガスを導入する。この時、載置台本
体8B内に設けた補助加熱ランプ22は、すでに動作し
ており、ウエハWの裏面側に光を投入してこれを予備加
熱している。さて、このような状況下で、発光源38を
動作させると同時に、走査アーム18を駆動して所定の
走査速度で載置台8を案内レール14に沿って例えば往
復移動を繰り返し行なう。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described. First, the gate valve 28 is opened, and an unprocessed semiconductor wafer W is introduced into the processing chamber 4 by a transfer arm (not shown), and the semiconductor wafer W is mounted on the mounting table 8. After sealing the inside of the processing container 4, the inside of the processing container 4 is evacuated to maintain a predetermined process pressure, and a predetermined processing gas is introduced from the gas introduction nozzle 30. At this time, the auxiliary heating lamp 22 provided in the mounting table main body 8B has already been operated, and the light is applied to the back surface side of the wafer W to preheat it. Under such circumstances, the light emitting source 38 is operated, and at the same time, the scanning arm 18 is driven to repeatedly move, for example, the mounting table 8 along the guide rail 14 at a predetermined scanning speed.

【0021】ガラス管42内の輝線44から放射された
光48の内、図1において上方に向かった光は半楕円反
射ミラー46にて反射されて、第2焦点F2、すなわち
ウエハ表面上に一本の線状の光スポットとして集光され
る。この時、集光された光はエネルギー密度が非常に高
く、例えば発光源としてハロゲンランプを使用した場合
には、おおよそ500W/cm2 、放電ランプを使用す
れば、おおよそ1500W/cm2 のエネルギー密度が
実現でき、例えば、1000℃の熱処理温度までウエハ
表面のみを急速に昇温させることができる。光源の大き
さとくらべて大きな反射ミラーによって集光するので、
焦点の広がりをおさえられ、発光源38の輝線44であ
るフィラメントやアーク放電の近傍における光線の密度
に近い値までエネルギー密度を上げることができ、ウエ
ハ全体の温度はそれ程上昇せずに、ウエハ表面のみの温
度を瞬時に上げることができる。
Of the light 48 emitted from the bright line 44 in the glass tube 42, the light directed upward in FIG. 1 is reflected by the semi-elliptical reflecting mirror 46, and is reflected on the second focal point F2, that is, on the wafer surface. It is collected as a linear light spot. At this time, the condensed light has an extremely high energy density. For example, when a halogen lamp is used as a light emitting source, the energy density is about 500 W / cm 2 , and when a discharge lamp is used, the energy density is about 1500 W / cm 2 . For example, only the wafer surface can be rapidly heated to a heat treatment temperature of 1000 ° C. Since it is focused by a large reflecting mirror compared to the size of the light source,
The spread of the focus can be suppressed, and the energy density can be increased to a value close to the density of the light rays in the vicinity of the filament 44, which is the bright line 44 of the light emitting source 38, and the arc discharge, and the temperature of the entire wafer does not increase so much. Only the temperature can be raised instantly.

【0022】この場合、上述のように走査アーム18の
屈伸によってウエハWは所定の速度で走査されているの
で、高いエネルギー密度の線状の光スポットかウエハ表
面全体に走査されることになり、従ってウエハ全面に対
して所定の熱処理、例えばアニール、成膜処理、不純物
拡散処理、酸化処理等を行なうことができる。この場
合、一回の走査で目的の熱処理を行なおうとすると、ウ
エハが割れる恐れがある。そのため、走査速度を早くし
て何回か走査を繰り返すことが好ましい。また、発光源
38としては、輝線44の断面直径が小さな放電ランプ
を用いるのが好ましく、この場合には、断面直径の大き
いフィラメントランプよりも更に高いエネルギー密度の
線状光スポットを得ることができる。
In this case, since the wafer W is scanned at a predetermined speed due to the bending and extension of the scanning arm 18 as described above, a linear light spot having a high energy density is scanned over the entire wafer surface. Therefore, a predetermined heat treatment such as annealing, film formation, impurity diffusion, oxidation, or the like can be performed on the entire surface of the wafer. In this case, if the target heat treatment is performed in one scan, the wafer may be broken. Therefore, it is preferable to increase the scanning speed and repeat scanning several times. Further, it is preferable to use a discharge lamp having a small cross-sectional diameter of the bright line 44 as the light-emitting source 38. In this case, a linear light spot having a higher energy density can be obtained than a filament lamp having a large cross-sectional diameter. .

【0023】この点について図4乃至図6を参照して説
明する。図4の上半分は発光源38の中心からでた光が
半楕円ミラー46によって反射し焦点F2に到達する軌
跡を示し、下半分は、発光源38が2mmの大きさを持
つものとして焦点F2に向かって−45度、−90度、
−135度方向の光を抽出して光線追跡を行った結果を
示している。実際には、円周上の全ての点から全方位に
放射がなされるが、ここでは特定の角度の光線を抽出し
て表示している。放射された光線48は、最初光源の大
きさに相当する巾を持っており、半楕円反射ミラー46
にて反射した後一旦その巾が小さくなり焦点F2では大
きく広がっている。光線48の中央に位置する光線は半
楕円ミラーの正規の角度を持った位置に到達し焦点F2
に達するが、光線48の巾の端に位置する光線は、輝線
44の半径分の位置誤差を持っており、反射した後、位
置の誤差が角度のずれとして表れ、焦点F2では輝線4
4の半径以上の位置ズレを発生し、光線はその巾が広く
なった様になっている。
This will be described with reference to FIGS. The upper half of FIG. 4 shows the trajectory of the light emitted from the center of the light emitting source 38 being reflected by the semi-elliptical mirror 46 and reaching the focal point F2. The lower half of the drawing shows that the light emitting source 38 has a size of 2 mm. Toward -45 degrees, -90 degrees,
It shows the result of ray tracing by extracting light in the -135 degree direction. In practice, radiation is emitted in all directions from all points on the circumference. Here, light rays having a specific angle are extracted and displayed. The emitted light beam 48 initially has a width corresponding to the size of the light source, and
, The width once decreases, and widens greatly at the focal point F2. The light ray located at the center of the light ray 48 reaches the position having a regular angle of the semi-elliptical mirror, and the focus F2
The light beam located at the end of the width of the light beam 48 has a positional error corresponding to the radius of the bright line 44. After reflection, the positional error appears as an angle shift, and the bright line 4 at the focal point F2.
A position shift larger than the radius of 4 occurs, and the light beam has a wider width.

【0024】従って、図6に示すように集光部である焦
点F2上では大きく拡大された光スポットとなってしま
い、その分、光のエネルギー密度も低下する。輝線44
の断面直径は、必ず有限の値を持つので、従ってこの断
面直径が非常に小さなアーク放電ランプを発光源として
用いれば、その分、光スポットの拡がりを抑制でき、よ
り高いエネルギー密度の線状光スポットを実現すること
ができる。このように、本実施例では、ウエハ表面のみ
を急速に加熱して熱処理を行なうようにしたので、ウエ
ハ全体及び載置台を含めて昇降温する場合と比較して、
短時間で昇降温を行うことができスループットを向上さ
せることができ、処理対象物のウエハ以外へ投入する無
駄なエネルギーを削減できる。
Therefore, as shown in FIG. 6, the light spot becomes a greatly enlarged light spot on the focal point F2, which is a light condensing portion, and the energy density of light is reduced accordingly. Bright line 44
Since the cross-sectional diameter of a laser beam always has a finite value, the use of an arc discharge lamp with a very small cross-sectional diameter as a light emitting source can suppress the spread of the light spot and accordingly increase the linear light intensity with a higher energy density. A spot can be realized. As described above, in the present embodiment, the heat treatment is performed by rapidly heating only the wafer surface, so that the temperature is raised and lowered including the entire wafer and the mounting table.
The temperature can be raised and lowered in a short time, the throughput can be improved, and wasteful energy to be input to a non-wafer to be processed can be reduced.

【0025】また、ウエハ表面以外には線状の光スポッ
トが当たらないので、載置台8や処理容器4の側壁等の
意図しない部分に例えば生成物が付着することがなく、
その分、クリーニング等のメンテナンス操作の回数を少
なくすることができる。更に、光透過窓36に関して
は、ここを透過する光線の密度が集光部と比べて低く、
且つ吸収率も低いので光透過窓36が温度上昇すること
はない。また、走査アーム18により適当回数だけウエ
ハWを走査させたならば、載置台本体8Bのみを例えば
90度回転させ、この状態で再度適当回数だけ走査を行
なえば、熱処理をウエハ面内に亘って均一に行なうこと
ができる。
Further, since a linear light spot does not hit the surface other than the wafer surface, for example, the product does not adhere to unintended portions such as the mounting table 8 and the side wall of the processing container 4.
Accordingly, the number of maintenance operations such as cleaning can be reduced. Further, with respect to the light transmitting window 36, the density of the light passing therethrough is lower than that of the condensing part,
Further, since the absorptance is low, the temperature of the light transmission window 36 does not rise. If the wafer W is scanned by the scanning arm 18 an appropriate number of times, only the mounting table main body 8B is rotated, for example, by 90 degrees, and scanning is performed an appropriate number of times again in this state. It can be performed uniformly.

【0026】次に、本発明装置の第2実施例について説
明する。図7は本発明装置の第2実施例を示す構成図、
図8は図7に示す第2実施例の変形例を示す構成図であ
る。尚、図1に示した構成図と同一部分については同一
符号を付して説明を省略する。また、ここでは処理容器
4側の記載は省略して模式的に示されている。また、こ
こでは先の実施例と異なり、走査手段は処理容器4の外
側に設けている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a configuration diagram showing a second embodiment of the device of the present invention,
FIG. 8 is a configuration diagram showing a modification of the second embodiment shown in FIG. Note that the same parts as those in the configuration diagram shown in FIG. Further, here, the illustration of the processing container 4 side is omitted and schematically shown. Also, here, unlike the previous embodiment, the scanning means is provided outside the processing container 4.

【0027】図7に示すように、発光源としては、先の
第1実施例の発光源38と同じ物、すなわち線状の輝線
を形成するランプを用いる。そして、反射ミラー手段5
0としては、断面が楕円形状の反射ミラーではなく、断
面が放物線形状になされた第1及び第2の放物線反射ミ
ラー52、54を用いる。具体的には、第1の放物線反
射ミラー52の焦点F3上に上記発光源38を設置し
て、これより放射される光56を平行光に変換して光透
過窓36の上方に平行に照射する。そして、この光透過
窓36の上方に上記第2の放物線反射ミラー54を設
け、上記平行光を下方に反射してその焦点F4上に集光
させるようになっている。当然のこととして、この焦点
F4が、半導体ウエハWの表面で結ぶように反射ミラー
54の位置合わせがなされている。
As shown in FIG. 7, the same light source as the light source 38 of the first embodiment, that is, a lamp which forms a linear bright line is used as the light source. And the reflection mirror means 5
As 0, the first and second parabolic reflecting mirrors 52 and 54 having a parabolic cross section are used instead of the elliptical reflecting mirrors. Specifically, the light-emitting source 38 is installed on the focal point F3 of the first parabolic reflecting mirror 52, and the light 56 emitted from the light-emitting source 38 is converted into parallel light and irradiated in parallel above the light transmission window 36. I do. The second parabolic reflection mirror 54 is provided above the light transmission window 36, and reflects the parallel light downward and condenses it on the focal point F4. As a matter of course, the position of the reflection mirror 54 is adjusted so that the focal point F4 is connected to the surface of the semiconductor wafer W.

【0028】そして、この第2の放物線反射ミラー54
は、走査手段58に取り付けられており、この反射ミラ
ー54を往復移動させることによって、ウエハ表面上に
線状の光スポットを走査するようになっている。具体的
には、この走査手段58は、平行光の来る方向に沿って
設けたボールネジ60と、これに平行に設けた案内レー
ル62とよりなり、上記第2放物線反射ミラー54をこ
の案内レール62に、スライドブロック64を介して取
り付けており、案内レール62に沿って移動可能として
いる。そして、このスライドブロック64と上記ボール
ネジ60に設けた移動体66とを連結しており、走査モ
ータ68によりボールネジ60を回転駆動するようにな
っている。
Then, the second parabolic reflection mirror 54
Is mounted on scanning means 58, and scans a linear light spot on the wafer surface by reciprocating the reflection mirror 54. Specifically, the scanning means 58 includes a ball screw 60 provided along the direction in which the parallel light comes, and a guide rail 62 provided in parallel with the ball screw. Is mounted via a slide block 64 so as to be movable along the guide rail 62. The slide block 64 is connected to a moving body 66 provided on the ball screw 60, and the ball screw 60 is driven to rotate by a scanning motor 68.

【0029】従って、この走査モータ68を正逆回転駆
動することによってボールネジ60を正逆回転させ、移
動体66に連なる第2の放物線反射ミラー46が往復移
動されることになる。尚、本実施例の場合には、載置台
8は旋回は可能であるが、水平方向に対しては固定され
ているので、光透過窓36の直径はウエハWの直径と略
同等か、それ以上とし、また処理容器4の直径は、第1
実施例よりも小さくて済む。
Accordingly, by driving the scanning motor 68 to rotate in the normal and reverse directions, the ball screw 60 is rotated in the normal and reverse directions, and the second parabolic reflecting mirror 46 connected to the moving body 66 is reciprocated. In the case of the present embodiment, the mounting table 8 can be swiveled, but is fixed in the horizontal direction, so that the diameter of the light transmitting window 36 is substantially equal to the diameter of the wafer W. The diameter of the processing container 4 is the first
It is smaller than the embodiment.

【0030】さて、このように構成された第2実施例に
おいては、発光源38より放射された光56は第1の放
物線反射ミラー52にて反射されて平行光に変換され、
水平方向に進む。この平行光は第2の放物線反射ミラー
54にて下方向に向けて反射され、第2焦点F4である
ウエハ面上に高いエネルギー密度の線状の光スポットと
なって集光することになる。ここで、この第2の放物線
反射ミラー54は、走査手段58によって所定の速度で
光透過窓36の上方を水平方向に往復走査移動している
ので、これに反射されて形成された線状の光スポットは
ウエハ表面上を走査することになる。
In the second embodiment thus constructed, the light 56 emitted from the light emitting source 38 is reflected by the first parabolic reflecting mirror 52 and is converted into parallel light.
Go horizontally. The parallel light is reflected downward by the second parabolic reflecting mirror 54, and is condensed as a linear light spot having a high energy density on the wafer surface which is the second focal point F4. Here, since the second parabolic reflecting mirror 54 is reciprocatingly scanned in the horizontal direction above the light transmitting window 36 at a predetermined speed by the scanning means 58, the linear parabolic reflecting mirror 54 is formed by being reflected by this. The light spot will scan over the wafer surface.

【0031】これにより、第1実施例の場合と同様に高
いエネルギー密度で急速にウエハ表面のみが加熱昇温さ
れて、所定の熱処理が行なわれることになる。従って、
第1実施例の場合と同様に、ウエハ全体や載置台自体を
昇降温する必要がないので、その分、スループットを向
上させることができ、エネルギーの節約ができる。特
に、本実施例の場合には、載置台8を動かさずに容器外
に設けた第2の放物線反射ミラー54を往復移動させる
ことによって、線状の光スポットを走査させるようにし
たので、走査機構が簡単で済み、また、処理容器4の直
径も小さくて済む。図8に示す変形例にあっては、第1
の放物線反射ミラー52と発光源38を複数組、ここで
は2組上下に並列に設けており、各発光源38からの光
を同一の第2焦点F4上に集光させている。
As a result, similarly to the first embodiment, only the wafer surface is rapidly heated and heated at a high energy density, and a predetermined heat treatment is performed. Therefore,
As in the case of the first embodiment, there is no need to raise or lower the temperature of the entire wafer or the mounting table itself, and accordingly, the throughput can be improved and the energy can be saved. Particularly, in the case of the present embodiment, the linear light spot is scanned by reciprocating the second parabolic reflection mirror 54 provided outside the container without moving the mounting table 8, so that the scanning is performed. The mechanism is simple, and the diameter of the processing container 4 can be small. In the modification shown in FIG.
A plurality of sets of parabolic reflection mirrors 52 and the light emitting sources 38 are provided in parallel in this example, and two sets of light emitting sources 38 are converged on the same second focal point F4.

【0032】次に、本発明装置の第3実施例について説
明する。図9は本発明装置の第3実施例を示す構成図、
図10は図9に示す装置の側面図、図11は発光源と楕
円反射ミラーとの関係を示す斜視図である。尚、この実
施例においては、処理容器4の構成は、先に図7におい
て示した第2実施例と同じであるので同一部分について
は同一符号を付して、その説明を省略する。
Next, a third embodiment of the apparatus of the present invention will be described. FIG. 9 is a configuration diagram showing a third embodiment of the device of the present invention,
FIG. 10 is a side view of the device shown in FIG. 9, and FIG. 11 is a perspective view showing a relationship between a light emitting source and an elliptical reflecting mirror. In this embodiment, the structure of the processing container 4 is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 7, so that the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0033】図示するように、発光源としてはガラス管
の両端に電極を設けてアーク放電により光を発する放電
ランプ、例えばキセノンランプやメタルハライドランプ
等を用いる。また、この実施例では、発光源38と反射
ミラー手段70を、図9において左右に対称的に一対ず
つ設けており、より高いエネルギー密度の線状光スポッ
トを実現せんとしている。反射ミラー手段70として
は、先端に比較的小さな放射口72を有して第1焦点F
5と第2焦点F6をほとんど覆うようにして形成された
断面が楕円形状の楕円反射ミラー74と、この反射ミラ
ー74からの光を集光するために断面が楕円形状になさ
れた一対の双楕円反射ミラー76、78とにより主に構
成されている。
As shown in the figure, a discharge lamp which is provided with electrodes at both ends of a glass tube and emits light by arc discharge, such as a xenon lamp or a metal halide lamp, is used as a light source. Further, in this embodiment, a pair of the light emitting source 38 and the reflecting mirror means 70 are provided symmetrically to the left and right in FIG. 9 to realize a linear light spot with a higher energy density. The reflecting mirror means 70 has a relatively small radiation port 72 at the tip and a first focus F
5 and the second focal point F6, the elliptical reflecting mirror 74 having an elliptical cross section and a pair of bi-ellipses having an elliptical cross section for condensing light from the reflecting mirror 74. It is mainly constituted by the reflection mirrors 76 and 78.

【0034】上記楕円反射ミラー74は、図11に示す
ようにウエハWの直径と同じか、或いはこれよりも僅か
に長く形成されており、ウエハの直径全体をカバーでき
るようになっている。尚、双楕円反射ミラー76、78
も同様に長く形成されている。図示例のようにこの楕円
反射ミラー74は、例えば図1に示したような半楕円反
射ミラー46と異なり、僅かな大きさの放射口72を除
いて断面が略楕円形状に形成されて上述のように第1焦
点F5のみならず、第2焦点F6もその内側に位置させ
ている。
As shown in FIG. 11, the elliptical reflection mirror 74 is formed to have a diameter equal to or slightly longer than the diameter of the wafer W, so that the entire diameter of the wafer can be covered. The bi-elliptical reflecting mirrors 76 and 78
Are also formed long. As shown in the drawing, this elliptical reflecting mirror 74 is different from the semi-elliptical reflecting mirror 46 shown in FIG. 1, for example, except that the cross section is formed in a substantially elliptical shape except for a radiation port 72 having a slight size. As described above, not only the first focal point F5 but also the second focal point F6 is located inside the first focal point F5.

【0035】そして、放射口72側に近い第2焦点F6
上に上記発光源38の輝線44を位置させている。この
楕円反射ミラー74の放射方向に一対の双楕円反射ミラ
ーの内の一方の双楕円反射ミラー76を配置し、この反
射ミラー76の一方の焦点F7を上記楕円反射ミラー7
4の第2焦点F6に一致させている。また、上記一方の
双楕円反射ミラー76の他方の焦点F8を、他方の双楕
円反射ミラー78の一方の焦点F9と一致させるように
他方の双楕円反射ミラー78を設けている。この場合、
焦点F9と双楕円反射ミラー78との間の光路途中に、
平板状の方向変換ミラー80を設け、他方の双楕円反射
ミラー78を下向きにしている。
The second focal point F6 close to the radiation port 72 side
The bright line 44 of the light emitting source 38 is located above. One of the pair of bi-elliptical reflecting mirrors is arranged in the radiation direction of the elliptical reflecting mirror 74, and one focal point F7 of the reflecting mirror 76 is set to the elliptical reflecting mirror 7 above.
4, the second focal point F6. Further, the other bi-elliptical reflecting mirror 78 is provided so that the other focal point F8 of the one bi-elliptical reflecting mirror 76 matches the one focal point F9 of the other bi-elliptical reflecting mirror 78. in this case,
In the middle of the optical path between the focal point F9 and the bi-elliptical reflecting mirror 78,
A plate-like direction changing mirror 80 is provided, and the other bi-elliptical reflecting mirror 78 faces downward.

【0036】そして、この他方の双楕円反射ミラー78
の他方の焦点F10がウエハWの表面に位置するように
全体を構成している。尚、図9中において、両側に設け
た発光源38、38からの光が、ウエハ表面上の焦点F
10上の一点で集光するようになっている。このような
発光源38及び反射ミラー手段70は、例えば底部に光
通過口82が開口された箱状のケーシング84内に収容
されており、このケーシング84の下部に走査手段86
を設けている。具体的には、このケーシング84の下面
の両側に一対の摺動レール88を設け、この摺動レール
88を、固定側の固定ブロック90に対して摺動自在に
取り付けている。そして、このケーシング84自体は、
図10に示すように走査モータ92とこれに回転される
ボールネジ94とにより、スライド移動可能になされて
いる。
The other bi-elliptical reflecting mirror 78
Is configured so that the other focal point F10 is located on the surface of the wafer W. In FIG. 9, light from the light-emitting sources 38 provided on both sides is focused on a focus F on the wafer surface.
The light is condensed at one point on 10. The light emitting source 38 and the reflecting mirror means 70 are housed in, for example, a box-shaped casing 84 having a light passage opening 82 opened at the bottom.
Is provided. Specifically, a pair of sliding rails 88 are provided on both sides of the lower surface of the casing 84, and the sliding rails 88 are slidably attached to a fixed block 90 on the fixed side. And this casing 84 itself,
As shown in FIG. 10, a scanning motor 92 and a ball screw 94 rotated by the scanning motor 92 are slidable.

【0037】また、図10に示すように発光源38の両
側には、ケーシング84の側板を形成するように平板状
の拡散防止ミラー96、96が設けられており、側部に
漏れる光を内側に反射して、見かけ上、無限遠の長さの
発光源となるようにしている。さて、このように構成さ
れた装置においては、発光源38により放射された光は
この発光源38を取り囲むように設けた楕円反射ミラー
74に反射されて放射口72から一方の双楕円反射ミラ
ー76に向かう。この反射ミラー76の反射光は、共通
の焦点F8、F9に集光されてここを通過した後、方向
変換ミラー80にて反射されて他方の双楕円反射ミラー
78に向かい、更に、この反射ミラー78にて反射され
た後に、半導体ウエハWの表面に位置付けされている焦
点F10上に集光することになる。
As shown in FIG. 10, on both sides of the light emitting source 38, flat diffusion preventing mirrors 96, 96 are provided so as to form side plates of the casing 84, so that light leaking to the side portions is inward. , So that the light source apparently has a length of infinity. Now, in the device configured as described above, the light emitted by the light emitting source 38 is reflected by the elliptical reflecting mirror 74 provided so as to surround the light emitting source 38, and from the emission port 72, one of the bi-elliptical reflecting mirrors 76. Head for. The light reflected by the reflection mirror 76 is condensed at the common focal points F8 and F9, passes therethrough, is reflected by the direction changing mirror 80, and travels to the other bi-elliptical reflection mirror 78. After being reflected at 78, the light is focused on the focal point F10 positioned on the surface of the semiconductor wafer W.

【0038】尚、この線状の光スポットは、走査手段8
6を駆動することにより、ウエハ表面上を走査されるこ
とになる。ここで、小口径の放射口72をもつ楕円反射
ミラー74及び双楕円反射ミラー76、78の作用が高
エネルギーの光を形成する点において、非常に有利な作
用を及ぼす点について説明する。
The linear light spot is scanned by the scanning means 8.
Driving 6 causes the wafer surface to be scanned. Here, a point that the elliptical reflecting mirror 74 having the small-diameter radiation port 72 and the bi-elliptical reflecting mirrors 76 and 78 have a very advantageous effect in forming high-energy light will be described.

【0039】まず、楕円反射ミラー74の作用について
説明する。図9において第2焦点F6上の発光源38の
輝線44から全方位に向けて放射された光が全て放射口
72から一定の拡がり角をもって放出されている。すな
わち、輝線44から放射口72に向かって放射された光
は、反射ミラー74に反射されることなくそのまま外に
出て行き、一方、それ以外の光は楕円反射ミラー74に
て複数回反射を行なって放射方向に向きを変え、最終的
に放射口72から外に出て行くことになる。
First, the operation of the elliptical reflection mirror 74 will be described. In FIG. 9, all light emitted in all directions from the bright line 44 of the light emitting source 38 on the second focal point F6 is emitted from the emission port 72 with a constant divergence angle. That is, the light emitted from the emission line 44 toward the emission port 72 goes out without being reflected by the reflection mirror 74, while the other light is reflected a plurality of times by the elliptical reflection mirror 74. It turns and turns in the radiation direction, and finally goes out from the radiation port 72.

【0040】図12(A)は、放射光98が反射ミラー
74内にて2回反射を繰り返しながら第1焦点F5を通
って最終的に放射口72から出て行く状態を示してお
り、図12(B)は放射光98が反射ミラー74内にて
4回反射を繰り返しながら第1焦点F5及び第2焦点F
6を通って最終的に放射口72から出て行く状態を示し
ている。ここで注意されたい点は、同じ軌跡に2本以上
の光線を重ね合わせる事ができているという点である。
すなわち、図12(A)においては、輝線44よりA方
向とB方向へ放射された光が、最終的にA方向に向けて
重ね合わせて放出されている。図12(B)にいては輝
線44よりC方向とD方向とE方向へ放射された光が最
終的にC方向に向けて重ね合わせて放出されている。
FIG. 12 (A) shows a state in which the radiated light 98 passes through the first focal point F5 and finally exits from the radiation port 72 while being reflected twice in the reflection mirror 74. 12 (B) shows the first focal point F5 and the second focal point F5 while the radiation 98 is repeatedly reflected four times in the reflection mirror 74.
6 shows a state in which the light finally goes out of the radiation port 72 through 6. It should be noted here that two or more light beams can be superimposed on the same trajectory.
That is, in FIG. 12A, the light emitted from the bright line 44 in the A direction and the B direction is finally superposed and emitted in the A direction. In FIG. 12B, the light emitted from the bright line 44 in the C direction, the D direction, and the E direction is finally superposed and emitted in the C direction.

【0041】反射ミラー74と光源とを纏めて一つの光
源として考えると分かりやすい。反射ミラー74の放射
口72から光源から全方位に放射された全ての光が、放
出されており、図の楕円ミラー76に入射し得る角度の
光線だけを放射する一つの光源装置として考えられる。
図1に示す通常の光学系では、大きな反射ミラーを用い
ているにも拘らず、光源から出た光線の略半分しか反射
ミラーに入射していない。一方、図9に示す光学系では
光源から出る光線の全てが集光されており、大きな違い
がある。
It is easy to understand if the reflection mirror 74 and the light source are considered as one light source. All the light emitted from the light source in all directions from the emission port 72 of the reflection mirror 74 is emitted, and it can be considered as one light source device that emits only a light ray having an angle that can enter the elliptical mirror 76 in the figure.
In the ordinary optical system shown in FIG. 1, only about half of the light beam emitted from the light source is incident on the reflecting mirror, although a large reflecting mirror is used. On the other hand, in the optical system shown in FIG. 9, all the light rays emitted from the light source are collected, and there is a great difference.

【0042】従って、これによれば、光線同士或いはア
ーク放電と光線とがお互いに影響し合わない範囲で光線
を重ね合わせることができ、光のエネルギー密度を高め
ることができる。また、先に説明した実施例1、2と異
なり、略全方向に向けて放射される光を一定の拡がり角
内で放出して利用することができるので、光のエネルギ
ー密度を高くすることができ、光の利用効率も高めるこ
とができる。
Therefore, according to this, the light beams can be overlapped in a range where the light beams or the arc discharge and the light beam do not affect each other, and the energy density of the light can be increased. Also, unlike Embodiments 1 and 2 described above, light emitted in almost all directions can be emitted and used within a certain spread angle, so that the energy density of light can be increased. Light efficiency can be improved.

【0043】次に、双楕円反射ミラー76、78の作用
について説明する。図13は双楕円反射ミラーにおける
全体の光路を示す図、図14は一方の双楕円反射ミラー
の焦点上の輝線からの放射光を示す拡大図、図15は他
方の双楕円反射ミラーの焦点上の集光部を示す拡大図で
ある。尚、図9における方向変換ミラー80は、図13
の光線をおり曲げて楕円ミラー76、78をウエハWと
対向する位置にレイアウトするためのものであり、ここ
では説明の簡単化のために方向変換ミラーの記載は省略
している。図13には、焦点7上の輝線44の断面直径
を2mmとし、焦点F10に向かって−45度、−90
度、−145度方向の光線について光線追跡を行った結
果を示している。有限な大きさを持つ光源の円周上の全
ての点から全方位に放射がなされるが、特定の角度の光
線を抽出して表示しているので、図14に示すよう、光
源の直径の巾を持つ光束がでているように見える。
Next, the operation of the bi-elliptical reflecting mirrors 76 and 78 will be described. FIG. 13 is a view showing the entire optical path in the bi-elliptical reflecting mirror, FIG. 14 is an enlarged view showing the light emitted from a bright line on the focal point of one bi-elliptical reflecting mirror, and FIG. FIG. 3 is an enlarged view showing a light collecting section. Note that the direction changing mirror 80 in FIG.
Are bent to lay out the elliptical mirrors 76 and 78 at positions facing the wafer W. Here, the description of the direction changing mirror is omitted for simplification of description. In FIG. 13, the cross-sectional diameter of the bright line 44 on the focal point 7 is 2 mm, and -45 degrees and -90 toward the focal point F10.
It shows the results of ray tracing for rays in the direction of -145 degrees. Radiation is emitted in all directions from all points on the circumference of the light source having a finite size.Since light rays having a specific angle are extracted and displayed, as shown in FIG. It looks like a luminous flux with a width.

【0044】光源から放射された光は楕円反射ミラー7
6で反射し、一旦その広がりが増えているが、楕円反射
ミラー78で反射し、焦点F10に到達した位置では元
の光源の直径の範囲に入っている。これは、相似形のミ
ラーで2回の反射を受けることによって発生した誤差が
相殺されることによる。図6に示す場合と比較して明ら
かなように、本実施例では焦点における広がりが非常に
小さくなっており、極限まで小さくできると言える。
The light emitted from the light source is reflected by an elliptical reflection mirror 7.
Although the light is reflected at 6 and its spread is once increased, the light is reflected by the elliptical reflecting mirror 78 and reaches the focal point F10 at a position within the diameter of the original light source. This is because the error caused by receiving two reflections with a similar mirror is canceled. As is clear from the comparison with the case shown in FIG. 6, in this embodiment, the spread at the focal point is very small, and it can be said that the spread at the focal point can be reduced to the limit.

【0045】従って、この双楕円反射ミラー76、78
と先の楕円反射ミラー74の作用により非常に高いエネ
ルギー密度の線状の光スポットを得ることができる。そ
の結果、ウエハ表面のみを更に迅速に加熱昇温すること
ができるので、その分、スループットを更に向上させる
ことができる。更に、その分、ウエハ表面の温度を高く
することができるので、より高い温度、例えば1400
℃程度での高温熱処理も行うことができる。尚、ここで
楕円反射ミラー74の第1焦点F5上にも同様な第2焦
点F7から放射された光に加算されるので、発光源38
を設けるようにしてもよく、この場合には第2焦点F7
Fから放射された光に加算されるので、更に高いエネル
ギー密度の線状の光スポットを実現することができる。
Accordingly, the bi-elliptical reflecting mirrors 76 and 78
Thus, a linear light spot having an extremely high energy density can be obtained by the action of the elliptical reflection mirror 74 described above. As a result, since only the wafer surface can be heated and heated more quickly, the throughput can be further improved. Furthermore, since the temperature of the wafer surface can be increased accordingly, a higher temperature, for example, 1400
High-temperature heat treatment at about ° C can also be performed. Here, since the light emitted from the similar second focal point F7 is also added to the first focal point F5 of the elliptical reflecting mirror 74, the light emitting source 38 is used.
May be provided, in which case the second focal point F7
Since the light is added to the light emitted from F, a linear light spot with a higher energy density can be realized.

【0046】ただし、この場合には光源としてハロゲン
ランプ等のフィラメントを持つ構造のランプは、楕円反
射ミラー74で反射した光を遮ってしまう為に使用でき
ない。発光源38として輝線44の断面直径が小さい放
電ランプ、例えばキセノンランプやメタルハライドラン
プしか用いることができないが、光源が小さいことと、
光線の重ね合わせができることと、双楕円の光学系によ
って焦点における広がりが極限までおさえられることと
によって一層高いエネルギー密度の線状光スポットを実
現できる。
However, in this case, a lamp having a filament such as a halogen lamp as a light source cannot be used because the light reflected by the elliptical reflecting mirror 74 is blocked. As the light emitting source 38, only a discharge lamp having a small cross-sectional diameter of the bright line 44, for example, a xenon lamp or a metal halide lamp can be used.
A linear light spot with a higher energy density can be realized by the superimposition of the light beams and the expansion at the focal point being minimized by the bi-elliptical optical system.

【0047】次に、本発明装置の第4実施例について説
明する。図16は本発明装置の第4実施例を示す構成図
である。この実施例は、先の第2実施例の変形例であ
り、図8に示す第2実施例を対称に2セット配置し、走
査手段を共有化させ、同一の対象物の表面上に線状の光
スポットを形成し、且つ走査させようとするものであ
り、光源として前述の第3実施例の楕円反射ミラー74
とこの中に設けた発光源38の対を6個用い、更に光源
からの光を平行光に変換する放物線反射ミラーを追加し
たものである。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the device of the present invention. This embodiment is a modified example of the second embodiment. Two sets of the second embodiment shown in FIG. 8 are arranged symmetrically, the scanning means is shared, and a line is formed on the surface of the same object. The elliptical reflection mirror 74 of the third embodiment is used as a light source.
And six pairs of light emitting sources 38 provided therein, and a parabolic reflection mirror for converting light from the light source into parallel light is added.

【0048】楕円反射ミラー74の放射口72の前方に
は、この楕円反射ミラー74の第2焦点F6と同じ位置
に焦点F11を位置させた断面が放物線形状の第1の放
物線反射ミラー100が設けられており、楕円反射ミラ
ー74からくる光を水平方向に反射して平行光に変換す
るようになっている。また、光透過窓36の上方には、
図7にて示した第2実施例の場合と同様に、断面が放物
線形状になされた第2の放物線反射ミラー102が設け
られており、この反射ミラー102の焦点F12がウエ
ハWの表面上に位置するように設定されている。
A first parabolic reflecting mirror 100 having a parabolic cross section in which the focal point F11 is located at the same position as the second focal point F6 of the elliptical reflecting mirror 74 is provided in front of the radiation port 72 of the elliptical reflecting mirror 74. The light coming from the elliptical reflection mirror 74 is reflected in the horizontal direction and converted into parallel light. In addition, above the light transmission window 36,
As in the case of the second embodiment shown in FIG. 7, a second parabolic reflecting mirror 102 having a parabolic cross section is provided, and the focal point F12 of the reflecting mirror 102 is located on the surface of the wafer W. It is set to be located.

【0049】ここでは、図中左右両側より中心に向けて
平行光がくるので、上記反射ミラー102は互いに反射
方向を向けて接合されており、共通の焦点F12上に集
光するようになっている。そして、この第2の放物線反
射ミラー102は、図7に示したと同様な走査手段58
により、水平方向へ移動可能になされている。すなわ
ち、この走査手段58は、走査モータ68により回転さ
れるボールネジ60と、案内レール62と、上記第2の
放物線反射ミラー102を保持しつつ案内レール62に
スライド可能に支持させるスライドブロック64を有し
ている。また、第1の放物線反射ミラー100の側部に
は、側方への光の漏れを防止するための平板状の拡散防
止ミラー106が設けられている。
Here, since the parallel light is directed toward the center from both the left and right sides in the figure, the reflection mirrors 102 are joined to each other in the reflection direction and converge on the common focal point F12. I have. The second parabolic reflecting mirror 102 is provided with a scanning unit 58 similar to that shown in FIG.
With this, it is possible to move in the horizontal direction. That is, the scanning means 58 has a ball screw 60 rotated by a scanning motor 68, a guide rail 62, and a slide block 64 for holding the second parabolic reflection mirror 102 and slidably supporting the guide rail 62. doing. Further, on the side of the first parabolic reflection mirror 100, a plate-shaped diffusion prevention mirror 106 for preventing light leakage to the side is provided.

【0050】さて、このように構成された装置例では、
各発光源38から放射された光は、楕円反射ミラー74
にて反射されて放射口72から放射された後、第1の放
物線反射ミラー100にて反射されて平行光に変換され
て水平方向に進む。この平行光は、更に水平方向に走査
移動されている第2の放物線反射ミラー102にて下方
向へ反射され、ウエハ表面上の焦点F12上に集光され
る。この共通焦点F12上には、6個の発光源38から
の光が全て集光されるので、非常に高いエネルギー密度
の線状の光スポットを実現することができる。
Now, in the example of the apparatus configured as described above,
The light emitted from each light source 38 is reflected by an elliptical reflection mirror 74.
After being reflected by the radiation port 72, the light is reflected by the first parabolic reflection mirror 100, converted into parallel light, and travels in the horizontal direction. This parallel light is reflected downward by the second parabolic reflecting mirror 102 which is further horizontally scanned and condensed on the focal point F12 on the wafer surface. Since all the lights from the six light emitting sources 38 are condensed on the common focal point F12, a linear light spot having an extremely high energy density can be realized.

【0051】従って、ウエハ表面のみを更に急速に加熱
し、所定の熱処理を行なうことができる。このように昇
降温をより迅速に行なうことができるので、一層スルー
プットを向上させることができ、エネルギーの節約がで
きる。また、本実施例の場合には、図7に示す第2実施
例の場合と同様に発光源38を動かすことなく、第2の
放物線反射ミラー102を移動させることによって、線
状光スポットの走査を行なうことができるので、走査対
象物が軽く、走査手段58の構造が簡単で済み、また、
発光源38に移動による不都合も生ずることがない。
Accordingly, only the wafer surface can be heated more rapidly, and a predetermined heat treatment can be performed. As described above, the temperature can be raised and lowered more quickly, so that the throughput can be further improved and the energy can be saved. Further, in the case of this embodiment, the scanning of the linear light spot is performed by moving the second parabolic reflection mirror 102 without moving the light emitting source 38 as in the case of the second embodiment shown in FIG. Can be performed, the object to be scanned is light, the structure of the scanning means 58 is simple, and
There is no inconvenience caused by the movement of the light emitting source 38.

【0052】次に、本発明装置の第5実施例について説
明する。図17は本発明装置の第5実施例を示す構成図
である。この実施例は、第2の放物線反射ミラー102
及び走査手段58の構成が、図16に示した第4実施例
と全く同様なので、ここでは同一符号を付してその説明
を省略する。ここで、第4実施例と異なる点は、平行光
を形成するために断面が放物線の反射ミラーを多段に接
続してなる多段放物線反射ミラー108、110を用い
た点である。図示例においては、左側には放物線反射ミ
ラーを2個接続した場合を示し、右側には放物線反射ミ
ラーを4個接続した場合を示す。実際には、左右同一構
造の光源を用いるが、ここでは説明のために左右別構造
の光源を便宜上記載している。
Next, a fifth embodiment of the apparatus of the present invention will be described. FIG. 17 is a block diagram showing a fifth embodiment of the device of the present invention. This embodiment uses a second parabolic reflecting mirror 102.
Since the configuration of the scanning means 58 is completely the same as that of the fourth embodiment shown in FIG. 16, the same reference numerals are given here and the description thereof will be omitted. Here, the point different from the fourth embodiment is that multi-stage parabolic reflecting mirrors 108 and 110 formed by connecting reflecting mirrors having parabolic cross sections in multiple stages to form parallel light are used. In the illustrated example, the left side shows a case where two parabolic reflecting mirrors are connected, and the right side shows a case where four parabolic reflecting mirrors are connected. Actually, light sources having the same structure on the left and right are used, but here, light sources having different structures on the left and right are described for convenience.

【0053】図中、左側に示す多段放物線反射ミラー1
10の場合には、断面が放物線形状の2つの放物線反射
ミラー112、114を互いに反転させて反対向きの状
態で接合している。この場合、一方、すなわち前方に位
置する反射ミラー112の焦点F13の位置と、他方、
すなわち後方に位置する反射ミラー114の焦点F14
の位置が同一となるように両反射ミラー112、114
を直列に接続する。そして、この焦点F13、F14上
に発光源38を位置させる。そして、前方の反射ミラー
112の一端を開放して放射口116を形成しており、
これより光を放射するようになっている。
In the figure, a multi-stage parabolic reflecting mirror 1 shown on the left side
In the case of 10, two parabolic reflecting mirrors 112 and 114 having a parabolic cross section are inverted and joined in the opposite direction. In this case, one, that is, the position of the focal point F13 of the reflection mirror 112 located in front, and the other,
That is, the focal point F14 of the reflection mirror 114 located on the rear side
So that the positions of the reflection mirrors 112 and 114 are the same.
Are connected in series. Then, the light emitting source 38 is located on the focal points F13 and F14. Then, one end of the front reflection mirror 112 is opened to form a radiation port 116,
It emits light from this.

【0054】他方、後方の反射ミラー114の後方に
は、放射方向と直交するように平板状の後方平板反射ミ
ラー118を設けている。この反射ミラー118の位置
は特に限定されない。また、放射口116の前方(図
中、下方)には、略45度に傾斜された平板状の方向変
換ミラー120が設けられており、下方へ射出される平
行光の進行方向を90度変えて水平方向に進行させて集
光ようになっている。そして、上記焦点F13、F14
上に発光源38を位置させるようになっている。このよ
うな多段放物線反射ミラー110は、例えばアルミニウ
ム等のブロック体122を分割して内部をくり抜き、そ
の内面に金メッキを施し、または水銀を蒸着させる等の
方法で付着させ組み付けることにより、容易に形成する
ことができる。
On the other hand, behind the rear reflecting mirror 114, a flat rear flat reflecting mirror 118 is provided so as to be orthogonal to the radiation direction. The position of the reflection mirror 118 is not particularly limited. Further, in front of (in the figure, below) the radiation port 116, a plate-like direction changing mirror 120 inclined at approximately 45 degrees is provided to change the traveling direction of parallel light emitted downward by 90 degrees. To travel in the horizontal direction to condense light. Then, the focuses F13, F14
The light emitting source 38 is located thereon. Such a multi-stage parabolic reflecting mirror 110 is easily formed by dividing a block body 122 made of, for example, aluminum, hollowing out the inside, applying gold plating to the inner surface, or attaching and assembling such a method as vapor deposition of mercury. can do.

【0055】また、このブロック体122の上下には、
冷却口124が設けられており、これに、例えば冷却風
を流し込んで流通させることによって、内部を冷却する
ようになっている。一方、図中、右側の多段放物線反射
ミラー108は、図中左側の多段放物線反射ミラー11
0の構成に、断面が放物線形状の一対の2つの放物線反
射ミラー117、119を互いに反転して直列接続した
ものを、更に直列に接続して構成されている。そして、
両ミラー117、119の共通の焦点F15、F16に
2個目の発光源38を設置している。他の構成は、左側
の多段放物線反射ミラー110と同じである。
Further, above and below the block body 122,
A cooling port 124 is provided, and the inside is cooled by, for example, flowing and flowing cooling air through the cooling port 124. On the other hand, in the figure, the multi-stage parabolic reflection mirror 108 on the right side is
In the configuration of No. 0, a pair of two parabolic reflection mirrors 117 and 119 having a parabolic section are inverted and connected in series, and further connected in series. And
A second light emitting source 38 is provided at a common focal point F15, F16 of both mirrors 117, 119. The other configuration is the same as that of the multi-stage parabolic reflection mirror 110 on the left side.

【0056】さて、このように構成においては、図示す
るように、発光源38から放射された光121の内、前
方(下方)に放射された光は、その前方(下方)に位置
する放物線反射ミラー112、或いは117、114、
112にて反射して平行光になり、更に方向変換ミラー
120にて90度方向が変えられて、平行光のまま第2
の放物線反射ミラー102側に向けて放出される。ま
た、発光源38から後方(上方)に放射された光は、こ
れより後方に位置する反射ミラー114或いは114、
117、119にて反射された後に、後方平板反射ミラ
ー119にて前方(下方)に向けて反射される。そし
て、全ての反射ミラーにて反射された後、前述と同様に
方向変換ミラー120にて90度方向が変えられて平行
光のまま第2の放物線反射ミラー102側に向けて放出
される。
Now, in such a configuration, as shown in the figure, of the light 121 emitted from the light emitting source 38, the light emitted forward (downward) is a parabolic reflection located ahead (downward). Mirror 112, or 117, 114,
The light is reflected at 112 and becomes parallel light, and the direction is further changed by 90 degrees by the direction conversion mirror 120, and the second light is kept as parallel light.
Is emitted toward the parabolic reflection mirror 102 side. Further, the light emitted backward (upward) from the light emitting source 38 is reflected by the reflecting mirror 114 or 114,
After being reflected at 117 and 119, the light is reflected forward (downward) by the rear flat-plate reflecting mirror 119. Then, after being reflected by all the reflecting mirrors, the direction is changed by 90 degrees by the direction changing mirror 120 in the same manner as described above, and the parallel light is emitted toward the second parabolic reflecting mirror 102 as parallel light.

【0057】この結果、同一軌跡内に光が重ね合わされ
ることになるので、非常に高いエネルギー密度の光線を
得ることができる。図中、右側の多段放物線反射ミラー
108の場合には、下段の光源30から前方(下方)に
放射された光も、同じく後方(上方)に放射された光
も、上段の光源30から前方(下方)に放射された光も
同じく後方(上方)に放射された光も、同じ軌跡を通
り、平行光となって放物線反射ミラー102に入射し、
最終的にはウエハ表面上に線状スポットを形成する。第
3実施例に示す光源からの光も同じ軌跡に重ね合わせら
れているが、その範囲は同一の光源からの光である、図
17に示す第5実施例では複数の光源からの光が同一の
軌跡に重ね合わされており、より高度な重ね合わせが実
現できる。従って、この実施例の場合にも、非常に高い
エネルギー密度の線状スポットをウエハ表面上に形成で
き、ウエハ表面のみの温度を急速に昇温させて所望の熱
処理を迅速に行なうことができるので、スループットを
大幅に向上させることができ、エネルギーの節約ができ
る。
As a result, light is superimposed on the same locus, so that a light beam having a very high energy density can be obtained. In the figure, in the case of the multi-stage parabolic reflecting mirror 108 on the right side, the light emitted forward (downward) from the lower light source 30, the light emitted backward (upper) also from the upper light source 30, The light radiated downward and the light radiated backward (upward) also travel along the same trajectory, become parallel light, and enter the parabolic reflecting mirror 102,
Finally, a linear spot is formed on the wafer surface. Although the light from the light source shown in the third embodiment is also superimposed on the same trajectory, the range is the light from the same light source. In the fifth embodiment shown in FIG. 17, the light from a plurality of light sources is the same. , And a higher degree of superposition can be realized. Therefore, also in the case of this embodiment, a linear spot having a very high energy density can be formed on the wafer surface, and the desired heat treatment can be performed quickly by rapidly raising the temperature of only the wafer surface. , The throughput can be greatly improved and energy can be saved.

【0058】次に、本発明装置の第6実施例について説
明する。図18は本発明装置の第6実施例を示す構成
図、図19は図18に示す装置の上面図、図20は図1
8に示す装置の発光源と反射ミラー手段を示す概略斜視
図、図21は発光源と反射ミラー手段との関係を説明す
るための説明図である。ここまで、発光源はアーク放電
やフィラメントにより主に比較的細長い線状の輝線を発
生するランプを用いた場合を例にとってその実施例を説
明したが、これに限定されず、発光源として点状の輝点
を発生するランプを用いた場合にも適用し得る。発光源
として点状の輝点を発生するランプを用いた場合にも適
用し得る。発光源として点状の輝点を発生するランプ、
つまり点光源を使用する場合、得られるウエハ面上のス
ポットをウエハ面内全域に亘って走査できる2次元の走
査手段、例えばX・Yステージ等の走査手段を用いる。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. 18 is a block diagram showing a sixth embodiment of the apparatus of the present invention, FIG. 19 is a top view of the apparatus shown in FIG. 18, and FIG.
8 is a schematic perspective view showing the light emitting source and the reflecting mirror means of the device shown in FIG. 8, and FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the light emitting source and the reflecting mirror means. Until now, the embodiment has been described by taking as an example the case where a lamp that generates a relatively elongated linear bright line by arc discharge or filament is used as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a case where a lamp that generates bright spots is used. The present invention can also be applied to a case where a lamp that generates point-like luminescent spots is used as a light source. A lamp that generates a point-like luminescent spot as a light source,
That is, when a point light source is used, a two-dimensional scanning unit capable of scanning the obtained spot on the wafer surface over the entire area within the wafer surface, for example, a scanning unit such as an XY stage is used.

【0059】図18に示すように、ここでは発光源12
2としては、例えば点状の輝点124を発生するハロゲ
ンランプやキセノンランプ等を用いる。また、発光源1
22から放射された光を集光する反射ミラー手段124
は、通常の断面が楕円形状の反射ミラーではなく、光照
射方向に沿った断面が楕円形状の部分よりなる部分楕円
反射ミラー126と、このミラー126からの光を集光
させる断面が直線状の直線状反射ミラー128とにより
構成され、これにより後述するように反射光の拡がり角
を抑制して多くの光を焦点上の一点に集光させることが
可能となる。
As shown in FIG. 18, here, the light source 12
As 2, for example, a halogen lamp or a xenon lamp that generates a point-like luminescent spot 124 is used. Light emitting source 1
Reflecting mirror means 124 for condensing the light emitted from 22
Is not a reflecting mirror whose normal cross section is an elliptical shape, but a partial elliptical reflecting mirror 126 whose cross section along the light irradiation direction is an elliptical portion, and a cross section for condensing light from the mirror 126 is a linear shape. It is composed of a linear reflecting mirror 128, which makes it possible to converge a large amount of light at one point on the focal point by suppressing the spread angle of the reflected light as described later.

【0060】具体的には、この反射ミラー手段124
は、本発明者が先に開示した特願平9−143294号
における反射ミラーと同一のものを用いる。すなわち、
図20及び図21に示すように部分楕円反射ミラー12
6は、光照射方向における断面が楕円形状の部分となる
ように例えばドーム状に形成され、その先端には、円形
の比較的小口径の放射口130が開口して設けられてい
る。
More specifically, the reflection mirror means 124
Is the same as the reflection mirror disclosed in Japanese Patent Application No. 9-143294 previously disclosed by the present inventors. That is,
As shown in FIG. 20 and FIG.
6 is formed in, for example, a dome shape so that the cross section in the light irradiation direction becomes an elliptical portion, and a circular radiation port 130 having a relatively small diameter is provided at the tip thereof.

【0061】これに対して、直線状反射ミラー128
は、光照射方向における断面が直線状となるように全体
が回転円錐体の一部を構成するように、いわば傘状に形
成されている。そして、発光源122は、上記部分楕円
反射ミラー126の部分楕円円弧の焦点F15上に配置
されている。従って、この発光源122から放出された
光は、部分楕円反射ミラー126にて反射された後に、
後方の直線状反射ミラー128に向かい、更に、ここで
反射された後に前方に向かって放射口130から出射
し、集光点132に集光されることになる。ここで注意
する点は、図21において上下に位置する楕円の一部、
すなわち上側楕円弧126Aと下側楕円弧126Bとは
連続する1つの楕円の一部を形成してはいないという点
である。すなわち、上側楕円弧126Aを形成する楕円
の一方の焦点は、F15に位置して下側楕円弧126B
の一方の焦点と同じ点に位置するが、他方の焦点F16
は中心線134よりも下方に位置している。
On the other hand, the linear reflecting mirror 128
Is formed in a so-called umbrella shape so that the whole constitutes a part of the rotating cone so that the cross section in the light irradiation direction is linear. The light emitting source 122 is arranged on the focal point F15 of the partial elliptical arc of the partial elliptical reflecting mirror 126. Therefore, the light emitted from the light emitting source 122 is reflected by the partial elliptical reflecting mirror 126,
The light is directed toward the rear linear reflecting mirror 128, further reflected there, then emitted forward from the radiation port 130, and condensed at the converging point 132. The points to note here are the parts of the ellipse located at the top and bottom in FIG.
That is, the upper elliptical arc 126A and the lower elliptical arc 126B do not form a part of one continuous ellipse. That is, one focal point of the ellipse forming the upper elliptical arc 126A is located at F15 and the lower elliptical arc 126B
Is located at the same point as one focal point of
Are located below the center line 134.

【0062】また、下側楕円弧126Bを形成する楕円
の一方の焦点は、点F15に位置するが、他方の焦点F
17は中心線134よりも上方に位置し、中心線134
を対称軸として上記焦点F16に対して対称となってい
る。そして、直線状反射ミラー128の中心線134に
対する傾斜角度θ1は、それぞれの楕円弧126A、1
26Bの他方の焦点F16、F17の対応する側の直線
状反射ミラー128の断面直線を対称軸とする虚像の位
置が同一ポイントである集光点132に位置するように
設定されている。図21においては、中心線134を通
る1つの断面について説明したが、任意の方向から中心
線134を通るように切断した切断面について、全て上
述したような関係が成立するようになっている。
One of the focal points of the ellipse forming the lower elliptical arc 126B is located at the point F15, while the other focal point is at the point F15.
17 is located above the center line 134,
Is a symmetric axis with respect to the focal point F16. The inclination angle θ1 of the linear reflecting mirror 128 with respect to the center line 134 is determined by the respective elliptical arcs 126A, 126A.
The position of the virtual image whose axis of symmetry is the cross-section straight line of the linear reflecting mirror 128 on the corresponding side of the other focal points F16 and F17 of 26B is set so as to be located at the converging point 132 which is the same point. In FIG. 21, one cross section passing through the center line 134 has been described. However, the above-mentioned relationship is established for all cut surfaces cut along the center line 134 from an arbitrary direction.

【0063】図19は、上記発光源122と反射ミラー
手段124を一体的に走査する走査手段136を示して
いる。この走査手段136は、中央部に大きな開口部1
36を有する固定ベース138上に設けられる。具体的
には、走査手段136はY走査機構140とX走査機構
142とよりなり、Y走査機構140は、上記固定ベー
ス138上にY方向に沿って平行に設けた2本のY方向
ガイド144と、これに平行に設けたYボールスクリュ
ー146と、上記Y方向ガイド144に摺動可能に設け
たY摺動体148とよりなり、Yボールスクリュー14
6の移動体146Aを上記Y摺動体148に連結し、Y
ボールスクリュー146のYモータ150を正逆回転駆
動することにより、上記Y摺動体148をY方向ガイド
144上にY方向へ摺動移動できるようになっている。
FIG. 19 shows a scanning means 136 for scanning the light emitting source 122 and the reflecting mirror means 124 integrally. This scanning means 136 has a large opening 1 at the center.
It is provided on a fixed base 138 having 36. Specifically, the scanning unit 136 includes a Y scanning mechanism 140 and an X scanning mechanism 142. The Y scanning mechanism 140 includes two Y direction guides 144 provided on the fixed base 138 in parallel along the Y direction. And a Y ball screw 146 provided in parallel with this, and a Y sliding body 148 slidably provided on the Y direction guide 144.
6 is connected to the Y sliding body 148,
By driving the Y motor 150 of the ball screw 146 to rotate forward and backward, the Y sliding body 148 can slide on the Y direction guide 144 in the Y direction.

【0064】また、X走査機構142は、上記2つのY
摺動体148間に掛け渡された2本のX方向ガイド15
2とこれに平行に設けたXボールスクリュー154と、
上記X方向ガイド152に摺動可能に設けたX摺動体1
56とよりなり、Xボールスクリュー154の移動体1
54Aを上記X移動体156に連結し、Xボールスクリ
ュー154のXモータ158を正逆回転駆動することに
より、上記X摺動体156をX方向ガイド152上にX
方向へ摺動移動できるようになっている。そして、この
X摺動体156に、上記発光源122と反射ミラー12
4を一体的に取り付け固定し、これを水平面内、すなわ
ちX方向とY方向に走査できるようになっている。
Further, the X scanning mechanism 142 is adapted to
Two X-direction guides 15 spanned between the slides 148
2 and an X ball screw 154 provided in parallel with this,
X sliding body 1 slidably provided on the X direction guide 152
56, and the moving body 1 of the X ball screw 154
54A is connected to the X moving body 156, and the X motor 158 of the X ball screw 154 is driven to rotate forward and reverse, thereby moving the X sliding body 156 on the X direction guide 152.
It can slide in the direction. The light emitting source 122 and the reflecting mirror 12 are attached to the X sliding body 156.
4 are integrally attached and fixed, and can be scanned in a horizontal plane, that is, in the X and Y directions.

【0065】さて、このような構成においては、図示す
るように、発光源122から放射された光は、まず、前
方に設けてある部分楕円反射ミラー126で反射され
て、後方の直線状反射ミラー126に向かい、ここで再
度前方に向けて反射され、この後、放射口130を通っ
て集光点132にて集光される。この集光点132は、
当然のこととしてウエハWの表面上に設定されており、
先の実施例の場合と同様にウエハWの表面を加熱するこ
とになる。図21から明らかなように、集光点132に
集光される光は、発光源122から広い角度範囲に亘っ
て出た光が集光されており、特に、発光源122から前
方に向かった光の内、放射口130に向かう光を除いて
有効に集光して利用されており、放射光の利用効率を高
めることができる。尚、発光源122から後方に向かう
光は記載されていないが、通常、発光源の裏面側は光源
自体の影になり、また、この部分の光は集光誤差も大き
くなるのであまり利用することができない。
In such a configuration, as shown in the figure, light emitted from the light emitting source 122 is first reflected by a partial elliptical reflecting mirror 126 provided in front, and then reflected by a linear reflecting mirror in the rear. The light is reflected to the front again at 126, and thereafter is condensed at the light condensing point 132 through the radiation port 130. This focal point 132 is
Naturally, it is set on the surface of the wafer W,
The surface of the wafer W is heated as in the case of the previous embodiment. As is clear from FIG. 21, the light condensed at the light condensing point 132 is light that is emitted from the light emitting source 122 over a wide angle range, and is particularly directed forward from the light emitting source 122. Of the light, except for the light directed to the radiation port 130, the light is effectively collected and used, and the use efficiency of the emitted light can be increased. Although the light traveling backward from the light emitting source 122 is not described, the light on the back side of the light emitting source is usually a shadow of the light source itself, and the light in this portion also has a large condensing error. Can not.

【0066】また、図19に示す走査手段のX走査機構
142、Y走査機構140を適宜駆動することにより、
上記発光源122と反射ミラー手段124を一体的にX
方向及びY方向へ走査移動することができ、従って、ウ
エハWの面内全域に走査することができる。このよう
に、本実施例の場合にも、放射光を有効に利用して非常
に高いエネルギー密度の点状スポットをウエハ表面上に
形成でき、しかもこのスポットをX方向、Y方向に走査
できるので、ウエハ表面のみの温度を急速に昇温させて
所望の熱処理を迅速に行なうことができる。また、ウエ
ハ表面のみが加熱され、ウエハ全体が加熱されるわけで
はないので、降温についても、迅速に行なうことがで
き、従って、スループットを大幅に向上させることがで
き、エネルギーの節約ができる。
By appropriately driving the X scanning mechanism 142 and the Y scanning mechanism 140 of the scanning means shown in FIG.
The light emitting source 122 and the reflecting mirror means 124 are integrated with X
The scanning movement can be performed in the direction and the Y direction, and therefore, the entire surface of the wafer W can be scanned. As described above, also in this embodiment, a spot-like spot having a very high energy density can be formed on the wafer surface by effectively using the radiated light, and the spot can be scanned in the X and Y directions. In addition, a desired heat treatment can be quickly performed by rapidly raising the temperature of only the wafer surface. In addition, since only the wafer surface is heated and not the entire wafer, the temperature can be lowered quickly, so that the throughput can be greatly improved and energy can be saved.

【0068】また、この実施例では、点状の輝点を形成
する発光源より一点に集光させる場合を例にとって説明
したが、これに替えて、焦点において短い直線状のスポ
ットを形成させることもできる。2次元の走査手段によ
って走査した時のスポットの重ね合わせが、点状のスポ
ットにて2次元走査する場合よりも、容易になる。
Further, in this embodiment, the case where light is condensed at one point from a light emitting source forming a point-like bright spot has been described as an example. Instead, a short linear spot is formed at the focal point. Can also. The superposition of spots when scanning by two-dimensional scanning means is easier than in the case of two-dimensional scanning with point-like spots.

【0069】尚、以上の各実施例で示した反射ミラー手
段は、単に一例を示したに過ぎず、高いエネルギー密度
のスポットを形成できるならば、どのような構成として
もよく、例えば、第3実施例あるいは第5実施例に示す
光線の重ね合わせを実現する光学系を組み合わせて実現
する事もできる。また、熱処理としては、アニール処
理、成膜処理、酸化処理、拡散処理等を行なうことがで
きる。更には、被処理体としては、半導体ウエハに限定
されず、ガラス基板、LCD基板等にも本発明を適用す
ることができる。
The reflecting mirror means shown in each of the above embodiments is merely an example, and may have any configuration as long as it can form a spot having a high energy density. It can also be realized by combining the optical system for realizing the superposition of the light beams shown in the embodiment or the fifth embodiment. In addition, as the heat treatment, an annealing process, a film forming process, an oxidation process, a diffusion process, or the like can be performed. Further, the object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, and the present invention can be applied to a glass substrate, an LCD substrate, and the like.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱処理装
置によれば、次のように優れた作用効果を発揮すること
ができる。本発明によれば、処理容器内に載置した被処
理体上の表面に、発光源より放射された光を反射ミラー
手段により集光させつつ走査するようにしたので、高い
エネルギー密度の光スポットを形成し、被処理体の全体
ではなく、この表面のみを急速に加熱してこれに所定の
熱処理を施すことができる。従って、被処理体表面の温
度の昇降温を迅速に行なうことができ、その分、スルー
プットを向上させることができ、エネルギーの節約がで
きる。
As described above, according to the heat treatment apparatus of the present invention, the following excellent functions and effects can be exhibited. According to the present invention, since the light emitted from the light emitting source is scanned while being condensed by the reflecting mirror means on the surface of the object to be processed placed in the processing container, the light spot having a high energy density is scanned. Is formed, and only the surface of the object to be processed, not the entire object, is rapidly heated to be subjected to a predetermined heat treatment. Therefore, the temperature of the surface of the object to be processed can be quickly raised and lowered, and accordingly, the throughput can be improved and the energy can be saved.

【0071】また、被処理体の表面部分に対してのみ所
定の熱処理を行なうことができるので、意図しない部
分、例えば載置台や処理容器の内壁等には、例えば成膜
が付着しないので、その分、クリーニング等のメンテナ
ンス作業の頻度を少なくすることができる。また、発光
源を固定し、反射ミラー手段の一部を走査する場合に
は、走査手段を簡単にでき、しかも、発光源を動かさな
くて済むので、その分、発光源に不要な負担をかけずに
済んでこの寿命を長くすることができる。更に、反射ミ
ラー手段の一部として、第1焦点と第2焦点を覆って小
さな放射口を有す楕円反射ミラーを用いることにより、
発光源の反射光の利用効率を高めることができ、より高
いエネルギー密度の光を集光させることができる。
Further, since a predetermined heat treatment can be performed only on the surface portion of the object to be processed, for example, a film is not adhered to an unintended portion, for example, a mounting table or an inner wall of a processing container. Therefore, the frequency of maintenance work such as cleaning can be reduced. Further, when the light emitting source is fixed and a part of the reflecting mirror means is scanned, the scanning means can be simplified and the light emitting source does not need to be moved, so that an unnecessary burden is imposed on the light emitting source. And the life can be extended. Further, by using an elliptical reflecting mirror having a small radiation opening covering the first focal point and the second focal point as a part of the reflecting mirror means,
The use efficiency of the reflected light from the light emitting source can be increased, and light with a higher energy density can be collected.

【0072】また、反射ミラー手段の一部として、光照
射方向に沿った断面が楕円形状の部分よりなる部分楕円
反射ミラーや、断面が放物線形状の複数の放物線反射ミ
ラーを互いに反転させて直列に接続してなる多段放物線
反射ミラーを用いることにより、発光源から放射された
光をより効率的に利用することができ、その分、より高
いエネルギー密度の光を集光してスループットを向上さ
せることができ、エネルギーの節約ができる。
Further, as a part of the reflecting mirror means, a partial elliptical reflecting mirror having a section having an elliptical cross section along the light irradiation direction or a plurality of parabolic reflecting mirrors having a parabolic cross section are serially inverted from each other. By using a connected multi-stage parabolic reflecting mirror, the light emitted from the light source can be used more efficiently, and the light with a higher energy density can be condensed to improve the throughput. Can save energy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明装置の第1実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the device of the present invention.

【図2】載置台の構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a structure of a mounting table.

【図3】図1に示す装置の発光源を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a light emitting source of the device shown in FIG.

【図4】図3に示す発光源からの放射光の軌跡を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a locus of light emitted from the light emitting source shown in FIG. 3;

【図5】発光源の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a light emitting source.

【図6】集光部を示す拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view showing a light collecting unit.

【図7】本発明装置の第2実施例を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a second embodiment of the device of the present invention.

【図8】図7に示す第2実施例の変形例を示す構成図で
ある。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a modification of the second embodiment shown in FIG. 7;

【図9】本発明装置の第3実施例を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a third embodiment of the device of the present invention.

【図10】図9に示す装置の側面図である。FIG. 10 is a side view of the device shown in FIG. 9;

【図11】発光源と楕円反射ミラーとの関係を示す斜視
図である。
FIG. 11 is a perspective view illustrating a relationship between a light emitting source and an elliptical reflecting mirror.

【図12】楕円反射ミラー内の光線の軌跡を説明するた
めの説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a trajectory of a light ray in an elliptical reflecting mirror.

【図13】双楕円反射ミラーにおける全体の光路を示す
図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an entire optical path in a bi-elliptical reflection mirror.

【図14】一方の双楕円反射ミラーの焦点上の輝線から
の放射光を示す拡大図である。
FIG. 14 is an enlarged view showing radiation light from a bright line at the focal point of one bi-elliptical reflection mirror.

【図15】他方の双楕円反射ミラーの焦点上の集光部を
示す拡大図である。
FIG. 15 is an enlarged view showing a condensing portion on the focal point of the other bi-elliptical reflecting mirror.

【図16】本発明装置の第4実施例を示す構成図であ
る。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the device of the present invention.

【図17】本発明装置の第5実施例を示す構成図であ
る。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the device of the present invention.

【図18】本発明装置の第6実施例を示す構成図であ
る。
FIG. 18 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of the device of the present invention.

【図19】図18に示す装置の上面図である。19 is a top view of the device shown in FIG.

【図20】図18に示す装置の発光源と反射ミラー手段
を示す概略斜視図である。
20 is a schematic perspective view showing a light emitting source and a reflecting mirror means of the device shown in FIG.

【図21】発光源と反射ミラー手段との関係を説明する
ための説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a light emitting source and a reflecting mirror unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 熱処理装置 4 処理容器 8 載置台 14 案内レール 16 スライドブロック 18 走査アーム 36 光透過窓 38 発光源 40 反射ミラー手段 44 輝線 46 半楕円反射ミラー 50 反射ミラー手段 52 第1の放物線反射ミラー 54 第2の放物線反射ミラー 58 走査手段 70 反射ミラー手段 72 放射口 74 楕円反射ミラー 76,78 双楕円反射ミラー 86 走査手段 88 摺動レール 100 第1の放物線反射ミラー 102 第2の放物線反射ミラー 104 走査手段 108,110 多段放物線反射ミラー 112,114 放物線反射ミラー 118 後方平板反射ミラー 117,119 放物線反射ミラー 122 発光源 124 反射ミラー手段 126 部分楕円反射ミラー 128 直線状反射ミラー 140 Y走査機構 142 X走査機構 144 Y方向ガイド 152 X方向ガイド W 半導体ウエハ(被処理体) Reference Signs List 2 heat treatment apparatus 4 processing vessel 8 mounting table 14 guide rail 16 slide block 18 scanning arm 36 light transmitting window 38 light emitting source 40 reflecting mirror means 44 bright line 46 semi-elliptical reflecting mirror 50 reflecting mirror means 52 first parabolic reflecting mirror 54 second Parabolic reflecting mirror 58 scanning means 70 reflecting mirror means 72 radiation port 74 elliptical reflecting mirror 76, 78 bi-elliptical reflecting mirror 86 scanning means 88 sliding rail 100 first parabolic reflecting mirror 102 second parabolic reflecting mirror 104 scanning means 108 , 110 Multi-stage parabolic reflecting mirror 112, 114 Parabolic reflecting mirror 118 Rear flat plate reflecting mirror 117, 119 Parabolic reflecting mirror 122 Light emitting source 124 Reflecting mirror means 126 Partial elliptical reflecting mirror 128 Linear reflecting mirror 140 Y scanning mechanism 142 X scanner Structure 144 Y-direction guide 152 X-direction guide W Semiconductor wafer (workpiece)

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 処理容器内の載置台上に載置された被処
理体を加熱して所定の熱処理を施す熱処理装置におい
て、光を放射する発光源と、この発光源からの光を前記
被処理体の表面に集光させる反射ミラー手段と、前記集
光された光を前記被処理体の表面上に相対的に走査させ
る走査手段とを備えたことを特徴とする熱処理装置。
In a heat treatment apparatus for performing a predetermined heat treatment by heating an object mounted on a mounting table in a processing container, a light emitting source for emitting light, and light from the light emitting source is applied to the object. A heat treatment apparatus comprising: a reflection mirror unit that condenses light on a surface of a processing object; and a scanning unit that relatively scans the condensed light on the surface of the processing object.
【請求項2】 前記発光源は、光を放射する点状の輝点
を形成し、前記反射ミラー手段は、前記被処理体の表面
上に点状の光スポットとして集光させることを特徴とす
る請求項1記載の熱処理装置。
2. The method according to claim 1, wherein the light emitting source forms a point-like luminescent spot that emits light, and the reflection mirror unit condenses the light as a point-like light spot on the surface of the object to be processed. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat treatment is performed.
【請求項3】 前記発光源は、光を放射する線状の輝線
を形成し、前記反射ミラー手段は前記被処理体の表面に
線状の光スポットとして集光させることを特徴とする請
求項1記載の熱処理装置。
3. The light-emitting source forms a linear bright line that emits light, and the reflection mirror condenses the light as a linear light spot on the surface of the object to be processed. 2. The heat treatment apparatus according to 1.
【請求項4】 前記反射ミラー手段は、断面が半楕円形
状となっている半楕円反射ミラーであることを特徴とす
る請求項1記載の熱処理装置。
4. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein said reflecting mirror means is a semi-elliptical reflecting mirror having a semi-elliptical cross section.
【請求項5】 前記反射ミラー手段は、断面が放物線形
状になされて前記発光源からの光を平行光に変換する第
1の放物線反射ミラーと、この反射ミラーからの平行光
を前記被処理体の表面上に集めるために断面が放物線形
状になされた第2の放物線反射ミラーとよりなることを
特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の熱処理装
置。
5. The reflecting mirror means includes: a first parabolic reflecting mirror having a parabolic cross section and converting light from the light emitting source into parallel light; The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second parabolic reflection mirror having a parabolic cross section for collecting on the surface of the second parabolic mirror.
【請求項6】 前記走査手段は、前記第2の放物線反射
ミラーを走査移動させることを特徴とする請求項5記載
の熱処理装置。
6. The heat treatment apparatus according to claim 5, wherein said scanning means scans and moves said second parabolic reflection mirror.
【請求項7】 前記反射ミラー手段は、比較的小さな放
射口を有して第1焦点と第2焦点とを覆うようにして形
成された断面が楕円形状の楕円反射ミラーと、この反射
ミラーからの光を前記被処理体の表面上に集光するため
に断面が楕円形状になされた一対の双楕円反射ミラーと
よりなり、前記発光源は、前記第1焦点及び第2焦点の
内、少なくともいずれか一方に設けられていることを特
徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の熱処理装
置。
7. An elliptical reflecting mirror having an elliptical cross section formed so as to cover a first focal point and a second focal point with a relatively small radiating opening and having a comparatively small radiation port. And a pair of bi-elliptical reflecting mirrors each having an elliptical cross section in order to focus the light on the surface of the object to be processed. The light emitting source includes at least one of the first focus and the second focus. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat treatment apparatus is provided on any one of the heat treatment apparatuses.
【請求項8】 前記反射ミラー手段は、比較的小さな放
射口を有して第1焦点と第2焦点とを覆うようにして形
成された断面が楕円形状の楕円反射ミラーと、この反射
ミラーからの光を平行光に変換する断面が放物線形状の
第1の放物線反射ミラーと、この反射ミラーからの光を
前記被処理体の表面上に集めるために断面が放物線形状
になされた第2の放物線反射ミラーとよりなることを特
徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の熱処理装
置。
8. The reflecting mirror means includes an elliptical reflecting mirror having a relatively small emission port and having an elliptical cross section formed so as to cover the first focal point and the second focal point. A first parabolic reflecting mirror having a parabolic cross section for converting the light into parallel light, and a second parabolic having a parabolic cross section for collecting light from the reflecting mirror on the surface of the object to be processed 4. The heat treatment apparatus according to claim 1, comprising a reflection mirror.
【請求項9】 前記走査手段は、前記第2の放物線反射
ミラーを走査移動させることを特徴とする請求項8記載
の熱処理装置。
9. The heat treatment apparatus according to claim 8, wherein said scanning means scans and moves said second parabolic reflection mirror.
【請求項10】 前記反射ミラー手段は、光照射方向に
沿った断面が楕円形状の部分よりなる部分楕円反射ミラ
ーと、この反射ミラーからの光を集光させるために断面
が直線状の直線状反射ミラーとよりなることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれかに記載の熱処理装置。
10. The reflection mirror means includes: a partially elliptical reflection mirror having a section having an elliptical cross section along a light irradiation direction; and a linear section having a straight section for condensing light from the reflection mirror. 4. The heat treatment apparatus according to claim 1, comprising a reflection mirror.
【請求項11】 前記反射ミラー手段は、断面が放物線
形状の複数の放物線反射ミラーを互いに反転させて直列
に接続してなる多段放物線反射ミラーと、この反射ミラ
ーからの光を前記被処理体の表面上に集めるために断面
が放物線形状になされた第2の放物線反射ミラーとより
なり、前記発光源は前記多段放物線反射ミラーの焦点上
に設置されていることを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれかに記載の熱処理装置。
11. A multi-stage parabolic reflecting mirror comprising a plurality of parabolic reflecting mirrors each having a parabolic cross section inverted and connected in series with each other, and transmitting light from the reflecting mirror to the object to be processed. 4. A multi-parabolic reflector according to claim 1, further comprising a second parabolic reflecting mirror having a parabolic cross section for collecting on the surface, wherein the light emitting source is located at a focal point of the multi-stage parabolic reflecting mirror. The heat treatment apparatus according to any one of the above.
【請求項12】 前記走査手段は、前記第2の放物線反
射ミラーを走査移動させることを特徴とする請求項11
記載の熱処理装置。
12. The apparatus according to claim 11, wherein said scanning means scans and moves said second parabolic reflecting mirror.
The heat treatment apparatus according to the above.
【請求項13】 前記発光源は、放電ランプであること
を特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の熱処
理装置。
13. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the light emitting source is a discharge lamp.
【請求項14】 前記発光源は、フィラメントを内蔵す
るランプであることを特徴とする請求項1乃至12のい
ずれかに記載の熱処理装置。
14. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the light emitting source is a lamp having a built-in filament.
【請求項15】 前記載置台は、回転可能になされてい
ることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載
の熱処理装置。
15. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the mounting table is rotatable.
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